(57)【要約】  内燃機関６と、電動機２と、内燃機関６に接続される２つの変速軸１１、１６を備えた変速機２０と、を備えた動力出力装置１であって、電動機２は、回転磁界を発生させるためのステータ３と、複数の磁極部を備えステータ３に径方向に対向する第１ロータ４と、複数の軟磁性部を備えステータ３と第１ロータ４との間に設けられた第２ロータ５と、を備え、ステータ３の回転磁界速度と第１ロータ４の回転速度と第２ロータ５の回転速度との間で所定の共線関係を保ちながら回転するように構成され、第１ロータ４は２つの変速軸１１、１６のいずれか一方に接続され、第２ロータ４は駆動軸９，９に接続され、２つの変速軸１１、１６のうち他方の変速軸は電動機２を介さずに動力を駆動軸９，９に伝達する。
2011037211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関に接続される２つの変速軸を備えた変速機と、を備えた動力出力装置であって、  
前記電動機は、回転磁界を発生させるためのステータと、複数の磁極部を備え前記ステータに径方向に対向する第１ロータと、複数の軟磁性部を備え前記ステータと前記第１ロータとの間に設けられた第２ロータと、を備え、前記ステータの回転磁界速度と前記第１ロータの回転速度と前記第２ロータの回転速度との間で所定の共線関係を保ちながら回転するように構成され、
前記第１ロータは前記２つの変速軸のいずれか一方に接続され、
前記第２ロータは駆動軸に接続され、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸は前記電動機を介さずに動力を前記駆動軸に伝達することを特徴とする動力出力装置。
【請求項２】
前記第１ロータは、所定方向に並んだ所定の複数の前記磁極部で構成され、隣り合う各２つの前記磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有し、
前記ステータは、前記磁極列に対向するように配置され、複数の電機子に発生する所定の複数の電機子磁極により、前記所定方向に移動する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有し、
前記第２ロータは、互いに間隔を隔てて前記所定方向に並んだ所定の複数の前記軟磁性部で構成され、前記磁極列と前記電機子列の間に位置するように配置された軟磁性部列を有し、
前記所定方向に沿う所定の区間における前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記軟磁性部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記電動機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
第１相と第２相が互いに直交する直交二相座標上で、前記電動機に供給する目標電流と前記電動機に供給された実電流の偏差が減少するよう相毎に制御を行い、前記電動機に印加する各相の電圧の指令値を出力するフィードバック制御部と、
前記直交二相座標上で、前記目標電流又は前記実電流の前記第１相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第２相の指令値を補正し、かつ、前記目標電流又は前記実電流の前記第２相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第１相の指令値を補正する非干渉制御部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記電動機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
第１相と第２相が互いに直交する直交二相座標上で、前記電動機に供給する目標電流と前記電動機に供給された実電流の偏差が減少するよう相毎に制御を行い、前記電動機に印加する各相の電圧の指令値を出力するフィードバック制御部と、
前記直交二相座標上で、前記目標電流又は前記実電流の前記第１相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第２相の指令値を補正し、かつ、前記目標電流又は前記実電流の前記第２相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第１相の指令値を補正する非干渉制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記電動機を駆動させる場合には、前記ステータに正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することを特徴とする請求項３に記載の動力出力装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記電動機を回生させる場合には、前記ステータに回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクを作用させることを特徴とする請求項５に記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記２つの変速軸のいずれか一方は第１接続手段を介して前記内燃機関と接続され、
前記２つの変速軸の他方の変速軸は第２接続手段を介して前記内燃機関に接続され、
前記２つの変速軸のうちいずれか一方又は双方と前記内燃機関が選択的に連結可能であることを特徴とする請求項３に記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記２つの変速軸のいずれか一方は第１主軸であり、
前記第１主軸の前記内燃機関側の周囲には、相対回転自在に前記第１主軸より短く中空に構成された第２主軸が配置されたことを特徴とする請求項７に記載の動力出力装置。
【請求項９】
第１中間軸をさらに備え、
前記第１中間軸には、前記第２主軸に取り付けられた第１アイドル駆動ギヤと噛合する第１アイドル従動ギヤが取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の動力出力装置。
【請求項１０】
第２中間軸をさらに備え、
前記第２中間軸には、前記第１中間軸に取り付けられた第１アイドル従動ギヤと噛合する第２アイドル従動ギヤが取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の動力出力装置。
【請求項１１】
前記第１主軸には、奇数段の変速段のギヤが設けられ、
前記第２中間軸には、偶数段の変速段のギヤが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１２】
前記第１主軸には、偶数段の変速段のギヤが設けられ、
前記第２中間軸には、奇数段の変速段のギヤが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の動力出力装置。
【請求項１３】
要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の出力を検出する電動機出力検出手段と、をさらに備え、
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超える場合、前記制御装置は前記電動機を定格出力で駆動し、前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする請求項３に記載の動力出力装置。
【請求項１４】
前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段をさらに備え、
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超えず、
前記電動機回転数検出手段によって検出された前記電動機の回転数が、前記電動機の最高回転数を超える場合、前記制御装置は前記電動機を最高回転数で駆動し、前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする請求項１３に記載の動力出力装置。
【請求項１５】
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超えず、
前記電動機回転数検出手段によって検出された前記電動機の回転数が、前記電動機の最高回転数を超えない場合、前記制御装置は前記内燃機関を適正駆動領域で駆動したまま前記電動機を駆動することを特徴とする請求項１４に記載の動力出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置に関し、特にハイブリッド車両の動力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、エンジンと、モータと、サンギヤとリングギヤとこれらサンギヤとリングギヤに噛合された複数のプラネタリギヤと、複数のプラネタリギヤを支持するキャリアからなる遊星歯車機構と、を備えたハイブリッド車両の動力出力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図６３に示すように、上記特許文献１に記載の動力出力装置５００は、遊星歯車機構５０１のサンギヤ５０２にジェネレータとしての第１モータ５０４を接続し、キャリア５０５にエンジン５０６を接続し、リングギヤ５０７に駆動軸５０８を接続している。これにより、エンジン５０６のトルクは遊星歯車機構５０１によりリングギヤ５０７とサンギヤ５０２に分割され、リングギヤ５０７に分割された分割トルクが駆動軸５０８に伝達される。なお、上記特許文献１に記載の動力出力装置５００においては、エンジン５０６のトルクが駆動軸５０８へ分割されて伝達されるため、駆動軸５０８へのトルクを補う第２モータ５０９がリングギヤ５０７に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００７−２９０６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこの上記特許文献１に記載の動力出力装置５００においては、キャリア５０５にエンジン５０６が接続された動力分割方式を採用するため、エンジントルクは必ず分割され、エンジントルクと同等のトルクを駆動軸５０８に伝達する場合には、第２モータ５０９からモータトルクを補う必要があり、構造が複雑かつ高価となり車両への搭載が難しくなるという問題があった。【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エンジントルクとモータトルクの合成トルクを駆動軸に伝達可能な動力出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
内燃機関と、電動機と、前記内燃機関に接続される２つの変速軸を備えた変速機と、を備えた動力出力装置であって、  
前記電動機は、回転磁界を発生させるためのステータと、複数の磁極部を備え前記ステータに径方向に対向する第１ロータと、複数の軟磁性部を備え前記ステータと前記第１ロータとの間に設けられた第２ロータと、を備え、前記ステータの回転磁界速度と前記第１ロータの回転速度と前記第２ロータの回転速度との間で所定の共線関係を保ちながら回転するように構成され、
前記第１ロータは前記２つの変速軸のいずれか一方に接続され、
前記第２ロータは駆動軸に接続され、
前記２つの変速軸のうち他方の変速軸は前記電動機を介さずに動力を前記駆動軸に伝達することを特徴とする。【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、
前記第１ロータは、所定方向に並んだ所定の複数の前記磁極部で構成され、隣り合う各２つの前記磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有し、
前記ステータは、前記磁極列に対向するように配置され、複数の電機子に発生する所定の複数の電機子磁極により、前記所定方向に移動する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有し、
前記第２ロータは、互いに間隔を隔てて前記所定方向に並んだ所定の複数の前記軟磁性部で構成され、前記磁極列と前記電機子列の間に位置するように配置された軟磁性部列を有し、
前記所定方向に沿う所定の区間における前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記軟磁性部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されていることを特徴とする。【０００９】
この電動機によれば、互いに対向する第１ロータの磁極列とステータの電機子列の間に位置するように、第２ロータの軟磁性部列が配置されており、これらの磁極列、電機子列および軟磁性部列をそれぞれ構成する複数の磁極、電機子および軟磁性部は、所定方向に並んでいる。また、電機子列への電力の供給に伴い、複数の電機子磁極が発生し、これらの電機子磁極による移動磁界が、磁極列との間に発生するとともに、所定方向に移動する。さらに、隣り合う各２つの磁極が互いに異なる極性を有しており、隣り合う各２つの軟磁性部間には、間隔が空いている。上記のように、磁極列と電機子列の間において、複数の電機子磁極による移動磁界が発生するとともに軟磁性部列が配置されていることから、軟磁性部は、電機子磁極と磁極によって磁化される。このことと、上記のように隣り合う各２つの軟磁性部間に間隔が空いていることによって、磁極と軟磁性部と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生する。また、この磁力線による磁力の作用により、電機子に供給された電力が動力に変換され、第１ロータ、ステータ、又は、第２ロータから出力される。【００１０】
この場合、例えば、本発明の電動機を次の条件（ａ）および（ｂ）の下に構成したときには、移動磁界、第１及び第２ロータの間の速度の関係と、第１及び第２ロータとステータの間のトルクの関係は、次のように表される。また、電動機に相当する等価回路は、図６２のように示される。
（ａ）電動機が回転機であり、電機子がＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを有する
（ｂ）電機子磁極が２個、磁極が４個、すなわち、電機子磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値１、磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値２であり、軟磁性部が３個である
なお、このように、本明細書で用いる「極対」は、Ｎ極およびＳ極の１組をいう。【００１１】
この場合、軟磁性部のうちの第１軟磁性部を通過する磁極の磁束Ψｋ１は、次式（１）で表される。【００１２】
【数１】
2011037211.tif 000003
【００１３】
ここで、ψｆは磁極の磁束の最大値、θ１およびθ２は、Ｕ相コイルに対する磁極の回転角度位置および軟磁性部の回転角度位置である。また、この場合、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比が値２．０であるため、磁極の磁束が移動磁界に対して２倍の周期で回転（変化）するので、上記の式（１）では、そのことを表すために、（θ２−θ１）に値２．０が乗算されている。【００１４】
したがって、第１軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ１は、式（１）にｃｏｓθ２を乗算することで得られた次式（２）で表される。【００１５】
【数２】
2011037211.tif 000004
【００１６】
同様に、軟磁性部のうちの第２軟磁性部を通過する磁極の磁束Ψｋ２は、次式（３）で表される。【００１７】
【数３】
2011037211.tif 000005
【００１８】
電機子に対する第２軟磁性部の回転角度位置が、第１軟磁性部に対して２π／３だけ進んでいるため、上記の式（３）では、そのことを表すために、θ２に２π／３が加算されている。【００１９】
したがって、第２軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ２は、式（３）にｃｏｓ（θ２＋２π／３）を乗算することで得られた次式（４）で表される。【００２０】
【数４】
2011037211.tif 000006
【００２１】
同様に、軟磁性部のうちの第３軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ３は、次式（５）で表される。【００２２】
【数５】
2011037211.tif 000007
【００２３】
図６２に示すような電動機では、軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、上記の式（２）、（４）および（５）で表される磁束Ψｕ１〜Ψｕ３を足し合わせたものになるので、次式（６）で表される。【００２４】
【数６】
2011037211.tif 000008
【００２５】
また、この式（６）を一般化すると、軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、次式（７）で表される。【００２６】
【数７】
2011037211.tif 000009
【００２７】
ここで、ａ、ｂおよびｃはそれぞれ、磁極の極対数、軟磁性部の数および電機子磁極の極対数である。
また、この式（７）を、三角関数の和と積の公式に基づいて変形すると、次式（８）が得られる。【００２８】
【数８】
2011037211.tif 000010
【００２９】
この式（８）において、ｂ＝ａ＋ｃとするとともに、ｃｏｓ（θ＋２π）＝ｃｏｓθに基づいて整理すると、次式（９）が得られる。【００３０】
【数９】
2011037211.tif 000011
この式（９）を三角関数の加法定理に基づいて整理すると、次式（１０）が得られる。【００３１】
【数１０】
2011037211.tif 000012
【００３２】
この式（１０）の右辺の第２項は、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１１）に示すように値０になる。【００３３】
【数１１】
2011037211.tif 000013
【００３４】
また、上記の式（１０）の右辺の第３項も、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１２）に示すように値０になる。【００３５】
【数１２】
2011037211.tif 000014
【００３６】
以上により、ａ−ｃ≠０のときには、軟磁性部を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、次式（１３）で表される。【００３７】
【数１３】
2011037211.tif 000015
【００３８】
また、この式（１３）において、ａ／ｃ＝αとすると、次式（１４）が得られる。【００３９】
【数１４】
2011037211.tif 000016
【００４０】
さらに、この式（１４）において、ｃ・θ２＝θｅ２とするとともに、ｃ・θ１＝θｅ１とすると、次式（１５）が得られる。【００４１】
【数１５】
2011037211.tif 000017
【００４２】
ここで、θｅ２は、Ｕ相コイルに対する軟磁性部の回転角度位置θ２に電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイルに対する軟磁性部の電気角度位置を表す。また、θｅ１は、Ｕ相コイルに対する磁極の回転角度位置θ１に電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイルに対する磁極の電気角度位置を表す。【００４３】
同様に、軟磁性部を介してＶ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｖは、Ｖ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ進んでいることから、次式（１６）で表される。また、軟磁性部を介してＷ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｗは、Ｗ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ遅れていることから、次式（１７）で表される。【００４４】
【数１６】
2011037211.tif 000018
【００４５】
【数１７】
2011037211.tif 000019
【００４６】
また、上記の式（１５）〜（１７）でそれぞれ表される磁束Ψｕ〜Ψｗを時間微分すると、次式（１８）〜（２０）がそれぞれ得られる。【００４７】
【数１８】
2011037211.tif 000020
【００４８】
【数１９】
2011037211.tif 000021
【００４９】
【数２０】
2011037211.tif 000022
【００５０】
ここで、ωｅ１は、θｅ１の時間微分値、すなわち、ステータに対する第１ロータの角速度を電気角速度に換算した値であり、ωｅ２は、θｅ２の時間微分値、すなわち、ステータに対する第２ロータの角速度を電気角速度に換算した値である。【００５１】
さらに、軟磁性部を介さずにＵ相〜Ｗ相のコイルを直接、通過する磁束は、極めて小さく、その影響は無視できる。このため、軟磁性部を介してＵ相〜Ｗ相のコイルをそれぞれ通過する磁極の磁束Ψｕ〜Ψｗ（式（１８）〜（２０））の時間微分値ｄΨｕ／ｄｔ〜ｄΨｗ／ｄｔは、電機子列に対して磁極や軟磁性部が回転（移動）するのに伴ってＵ相〜Ｗ相のコイルに発生する逆起電圧（誘導起電圧）をそれぞれ表す。【００５２】
このことから、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルにそれぞれ流す電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗは、次式（２１）、（２２）および（２３）で表される。【００５３】
【数２１】
2011037211.tif 000023
【００５４】
【数２２】
2011037211.tif 000024
【００５５】
【数２３】
2011037211.tif 000025
【００５６】
ここで、Ｉは、Ｕ相〜Ｗ相のコイルを流れる電流の振幅（最大値）である。【００５７】
また、これらの式（２１）〜（２３）より、Ｕ相コイルに対する移動磁界（回転磁界）のベクトルの電気角度位置θｍｆは、次式（２４）で表されるとともに、Ｕ相コイルに対する移動磁界の電気角速度ωｍｆは、次式（２５）で表される。【００５８】
【数２４】
2011037211.tif 000026
【００５９】
【数２５】
2011037211.tif 000027
【００６０】
また、電機子列がステータとともに移動不能に構成されている場合において、Ｕ相〜Ｗ相のコイルに電流Ｉｕ〜Ｉｗをそれぞれ流すことで第１及び第２ロータに出力される機械的出力（動力）Ｗは、リラクタンス分を除くと、次式（２６）で表される。【００６１】
【数２６】
2011037211.tif 000028
【００６２】
この式（２６）に式（１８）〜（２３）を代入し、整理すると、次式（２７）が得られる。【００６３】
【数２７】
2011037211.tif 000029
【００６４】
さらに、この機械的出力Ｗと、磁極を介して第１ロータに伝達されるトルク（以下「第１トルク」という）Ｔ１と、軟磁性部を介して第２ロータに伝達されるトルク（以下「第２トルク」という）Ｔ２と、第１ロータの電気角速度ωｅ１および第２ロータの電気角速度ωｅ２との関係は、次式（２８）で表される。【００６５】
【数２８】
2011037211.tif 000030
【００６６】
これらの式（２７）および（２８）から明らかなように、第１および第２トルクＴ１，Ｔ２は、次式（２９）および（３０）でそれぞれ表される。【００６７】
【数２９】
2011037211.tif 000031
【００６８】
【数３０】
2011037211.tif 000032
【００６９】
また、電機子列に供給された電力および移動磁界の電気角速度ωｍｆと等価のトルクを駆動用等価トルクＴｅとすると、電機子列に供給された電力と機械的出力Ｗが互いに等しい（ただし、損失は無視）ことと、式（２８）から、この駆動用等価トルクＴｅは、次式（３１）で表される。【００７０】
【数３１】
2011037211.tif 000033
【００７１】
さらに、これらの式（２９）〜（３１）より、次式（３２）が得られる。【００７２】
【数３２】
2011037211.tif 000034
【００７３】
この式（３２）で表されるトルクの関係、および前記式（２５）で表される電気角速度の関係は、遊星歯車装置のサンギヤ、リングギヤおよびキャリアにおける回転速度およびトルクの関係とまったく同じである。また、このような電気角速度の関係およびトルクの関係は、上述したステータを移動不能にした場合だけに限らず、あらゆる第１及び第２ロータとステータの移動の可否の条件において成立する。【００７４】
さらに、前述したように、ｂ＝ａ＋ｃおよびａ−ｃ≠０を条件として、式（２５）の電気角速度の関係および式（３２）のトルクの関係が成立する。この条件ｂ＝ａ＋ｃは、磁極の数をｐ、電機子磁極の数をｑとすると、ｂ＝（ｐ＋ｑ）／２、すなわち、ｂ／ｑ＝（１＋ｐ／ｑ）／２で表される。ここで、ｐ／ｑ＝ｍとすると、ｂ／ｑ＝（１＋ｍ）／２が得られることから明らかなように、上記のｂ＝ａ＋ｃという条件が成立していることは、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２であることを表す。また、上記のａ−ｃ≠０という条件が成立していることは、ｍ≠１．０であることを表す。本発明の電動機によれば、所定方向における所定の区間において、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性部の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されているので、式（２５）に示す電気角速度の関係および式（３２）に示すトルクの関係が成立し、電動機が適正に作動することが分かる。【００７５】
また、式（２５）および（３２）から明らかなように、α＝ａ／ｃ、すなわち、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比を設定することによって、移動磁界、ステータおよび第２ロータの間の電気角速度の関係と、第１及び第２ロータとステータの間のトルクの関係を自由に設定でき、したがって、電動機の設計の自由度を高めることができる。この効果は、複数の電機子のコイルの相数が前述した値３以外の場合にも同様に得られる。【００７６】
そして、この電動機を備えた動力出力装置において、第１ロータを２つの変速軸のうちのいずれか一方に接続し、第２ロータを駆動軸に接続することで、第２ロータは第１ロータから伝達される動力とステータから伝達される動力（電力）を合成して駆動軸に伝達することができるので、内燃機関の動力とステータの動力を合成して駆動軸に伝達することができる。また、２つの変速軸のうち他方の変速軸は動力合成機構を介さずに動力を駆動軸に伝達するので、電動機を使用しないときには電動機をきりはなして使用可能となるように設計することもでき効率を向上することができる。【００７７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
第１相と第２相が互いに直交する直交二相座標上で、前記電動機に供給する目標電流と前記電動機に供給された実電流の偏差が減少するよう相毎に制御を行い、前記電動機に印加する各相の電圧の指令値を出力するフィードバック制御部と、
前記直交二相座標上で、前記目標電流又は前記実電流の前記第１相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第２相の指令値を補正し、かつ、前記目標電流又は前記実電流の前記第２相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第１相の指令値を補正する非干渉制御部と、を備えたことを特徴とする。【００７８】
この制御装置によれば、電動機に供給する各相電流が互いの影響を受けずに、当該各相電流を独立に制御できる。【００７９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
第１相と第２相が互いに直交する直交二相座標上で、前記電動機に供給する目標電流と前記電動機に供給された実電流の偏差が減少するよう相毎に制御を行い、前記電動機に印加する各相の電圧の指令値を出力するフィードバック制御部と、
前記直交二相座標上で、前記目標電流又は前記実電流の前記第１相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第２相の指令値を補正し、かつ、前記目標電流又は前記実電流の前記第２相の成分を用いて、前記フィードバック制御部が出力した前記第１相の指令値を補正する非干渉制御部と、を備えたことを特徴とする。【００８０】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成に加えて、
前記制御装置は、前記電動機を駆動させる場合には、前記ステータに正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することを特徴とする。【００８１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明の構成に加えて、
前記制御装置は、前記電動機を回生させる場合には、前記ステータに回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクを作用させることを特徴とする。【００８２】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成に加えて、
前記２つの変速軸のいずれか一方は第１接続手段を介して前記内燃機関と接続され、
前記２つの変速軸の他方の変速軸は第２接続手段を介して前記内燃機関に接続され、
前記２つの変速軸のうちいずれか一方又は双方と前記内燃機関が選択的に連結可能であることを特徴とする。【００８３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明の構成に加えて、
前記２つの変速軸のいずれか一方は第１主軸であり、
前記第１主軸の前記内燃機関側の周囲には、相対回転自在に前記第１主軸より短く中空に構成された第２主軸が配置されたことを特徴とする。【００８４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明の構成に加えて、
第１中間軸をさらに備え、
前記第１中間軸には、前記第２主軸に取り付けられた第１アイドル駆動ギヤと噛合する第１アイドル従動ギヤが取り付けられていることを特徴とする。【００８５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明の構成に加えて、
第２中間軸をさらに備え、
前記第２中間軸には、前記第１中間軸に取り付けられた第１アイドル従動ギヤと噛合する第２アイドル従動ギヤが取り付けられていることを特徴とする。【００８６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明の構成に加えて、
前記第１主軸には、奇数段の変速段のギヤが設けられ、
前記第２中間軸には、偶数段の変速段のギヤが設けられていることを特徴とする。【００８７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の発明の構成に加えて、
前記第１主軸には、偶数段の変速段のギヤが設けられ、
前記第２中間軸には、奇数段の変速段のギヤが設けられていることを特徴とする。【００８８】
請求項１３に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成に加えて、
要求動力を設定する要求動力設定手段と、前記電動機の出力を検出する電動機出力検出手段と、をさらに備え、
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超える場合、前記制御装置は前記電動機を定格出力で駆動し、前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする。【００８９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機の回転数を検出する電動機回転数検出手段をさらに備え、
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超えず、
前記電動機回転数検出手段によって検出された前記電動機の回転数が、前記電動機の最高回転数を超える場合、前記制御装置は前記電動機を最高回転数で駆動し、前記内燃機関の回転数を制御することを特徴とする。【００９０】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明の構成に加えて、
前記電動機出力検出手段によって検出された前記電動機の出力が、前記電動機の定格出力を超えず、
前記電動機回転数検出手段によって検出された前記電動機の回転数が、前記電動機の最高回転数を超えない場合、前記制御装置は前記内燃機関を適正駆動領域で駆動したまま前記電動機を駆動することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図であり、図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】図１の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。
【図３】図１の動力出力装置の電動機の拡大図である。
【図４】図１の電動機やＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したシステムのブロック線図の一例である。
【図６】式（４６）及び式（４７）をそれぞれ表現したブロック線図である。
【図７】式（４６）及び式（４７）を異なる表現で表現したブロック線図である。
【図８】モータモデルのブロック線図に非干渉補償項を追加したブロック線図である。
【図９】式（５０）及び式（５１）をそれぞれ表現したブロック線図である。
【図１０】他の実施形態のシステムのブロック線図の一例である。
【図１１】図１０の変形例のブロック線図の一例である。
【図１２】図１の電動機のステータ、第１および第２のロータを周方向に展開し、概略的に示す図である。
【図１３】図３の電動機における磁界電気角速度、第１および第２のロータ電気角速度の関係の一例を示す共線図である。
【図１４】図３の電動機の第１ロータを固定した状態で、ステータに電力を供給した場合における動作を説明するための図である。
【図１５】図１４の続きの動作を説明するための図である。
【図１６】図１５の続きの動作を説明するための図である。
【図１７】図１４に示す状態から、電機子磁極が電気角２πだけ回転したときにおける電機子磁極やコアの位置関係を説明するための図である。
【図１８】図３の電動機の第２ロータを固定した状態で、ステータに電力を供給した場合における動作を説明するための図である。
【図１９】図１８の続きの動作を説明するための図である。
【図２０】図１９の続きの動作を説明するための図である。
【図２１】本発明の電動機の第１ロータを固定した場合におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧の推移の一例を示す図である。
【図２２】本発明の電動機の第１ロータを固定した場合における駆動用等価トルク、第１および第２のロータ伝達トルクの推移の一例を示す図である。
【図２３】本発明の電動機の第２ロータを固定した場合におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧の推移の一例を示す図である。
【図２４】本発明の電動機の第２ロータを固定した場合における駆動用等価トルク、第１および第２のロータ伝達トルクの推移の一例を示す図である。
【図２５】停車時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図２６】トルク合成駆動（Ｌｏｗモード）の加速時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図２７】トルク合成駆動の加速パターンを示す図であり、（ａ）はモータの回転数を固定した場合の速度線図であり、（ｂ）はエンジンの回転数を固定した場合の速度線図である。
【図２８】トルク合成の加速時の制御フローを示すフローチャートである。
【図２９】（ａ）はＬｏｗ  Ｐｒｅ２モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は２ｎｄモードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３０】２ｎｄ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３１】２ｎｄ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３２】２ｎｄ走行第２モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３３】２ｎｄ走行第２モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３４】（ａ）は２ｎｄ  Ｐｒｅ３モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は３ｒｄ  Ｐｒｅ２モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３５】３ｒｄ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３６】３ｒｄ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３７】モータ走行第１モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３８】モータ走行第１始動モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図３９】モータ走行第２始動モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４０】停止中のエンジン始動時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４１】停車中の充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４２】第１実施形態の動力出力装置の車両状態とクラッチ、変速用シフター、モータ、エンジンの状態をまとめた図である。
【図４３】本発明の第２実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図であり、図４４のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４４】図４３の動力出力装置の伝達機構の関係を示す説明図である。
【図４５】２ｎｄ走行第３モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４６】２ｎｄ走行第３モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４７】（ａ）は３ｒｄ  Ｐｒｅ４モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は４ｔｈ  Ｐｒｅ３モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４８】４ｔｈ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図４９】４ｔｈ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５０】４ｔｈ走行第２モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５１】４ｔｈ走行第２モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５２】４ｔｈ走行第３モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５３】４ｔｈ走行第３モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５４】（ａ）は４ｔｈ  Ｐｒｅ５モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図であり、（ｂ）は５ｔｈ  Ｐｒｅ４モードにおける動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５５】５ｔｈ走行第１モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５６】５ｔｈ走行第１モードの充電時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５７】モータ走行第２モードにおける図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５８】第１後進モードのアシスト時における図であり、（ａ）は速度線図であり、（ｂ）は動力出力装置のトルクの伝達状況を示す図である。
【図５９】第２実施形態の動力出力装置の車両状態とクラッチ、変速用シフター、モータ、エンジンの状態をまとめた図である。
【図６０】本発明の第３実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図である。
【図６１】本発明の第４実施形態に係る動力出力装置を概略的に示す図である
【図６２】図３の電動機の等価回路を示す図である。
【図６３】特許文献１に記載の動力出力装置の概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
本発明の各実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る動力出力装置１を概略的に示している。この動力出力装置１は、車両（図示せず）の駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関（以下「エンジン」という）６と、電動機２と、動力を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するための変速機２０、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９と、を備えている。
【００９３】
エンジン６は、例えばガソリンエンジンであり、このエンジン６のクランク軸６ａには、第１クラッチ４１（第１断接手段）と第２クラッチ（第２断接手段）が接続されている。
【００９４】
電動機２は、図３に示すように、ステータ３と、ステータ３と径方向に対向するように設けられた第１ロータ４と、ステータ３と第１ロータ４の間に設けられた第２ロータ５と、を備え、第１ロータ４は後述する変速機２０の第１主軸１１に連結され、第２ロータ５は後述する変速機２０の連結軸１３に連結される。
【００９５】
ステータ３は、回転磁界を発生させるものであり、図１２に示すように、鉄芯３ａと、この鉄芯３ａに設けられたＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイル３ｃ，３ｄ，３ｅを有している。なお、図３では、便宜上、Ｕ相コイル３ｃのみを示している。鉄芯３ａは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり不図示のケースに固定される。また、鉄芯３ａの内周面には、１２個のスロット３ｂが形成されており、これらのスロット３ｂは、軸線方向に延びるとともに、第１主軸１１の周方向（以下、単に「周方向」という）に等間隔で並んでいる。上記のＵ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅは、スロット３ｂに分布巻き（波巻き）で巻回されるとともに、インバータ１１５に接続されている（図４参照）。
【００９６】
以上の構成のステータ３では、インバータ１１５を介して蓄電器１１４（図４参照）から電力が供給されたときに、鉄芯３ａの第１ロータ４側の端部に、４個の磁極が周方向に等間隔で発生する（図１４参照）とともに、これらの磁極による回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯３ａに発生する磁極を「電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各２つの電機子磁極の極性は、互いに異なっている。なお、図１４や後述する他の図面では、電機子磁極を、鉄芯３ａやＵ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅの上に、（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。
【００９７】
図１２に示すように、第１ロータ４は、８個の永久磁石４ａから成る磁極列を有している。これらの永久磁石４ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この磁極列は、ステータ３の鉄芯３ａに対向している。各永久磁石４ａは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、ステータ３の鉄芯３ａのそれと同じに設定されている。
【００９８】
また、永久磁石４ａは、リング状の固定部４ｂの外周面に取り付けられている。この固定部４ｂは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、図３に示すように、第１主軸１１に一体に同心状に設けられた円板状のフランジ４ｃの外周面に取り付けられている。これにより、永久磁石４ａを含む第１ロータ４は、第１主軸１１と一体に回転自在になっている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された固定部４ｂの外周面に永久磁石４ａが取り付けられているので、各永久磁石４ａには、ステータ３側の端部に、（Ｎ）または（Ｓ）の１つの磁極が現れる。なお、図１２や後述する他の図面では、永久磁石４ａの磁極を（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。また、周方向に隣り合う各２つの永久磁石４ａの極性は、互いに異なっている。
【００９９】
第２ロータ５は、６個のコア５ａから成る軟磁性体列を有している。これらのコア５ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この軟磁性体列は、ステータ３の鉄芯３ａと第１ロータ４の磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア５ａの軸線方向の長さは、永久磁石４ａと同様、ステータ３の鉄芯３ａのそれと同じに設定されている。さらに、コア５ａは、図３に示すように、円板状のフランジ５ｂの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部５ｃを介して取り付けられている。このフランジ５ｂは、連結軸１３に一体に同心状に設けられている。これにより、コア５ａを含む第２ロータ５は、連結軸１３と一体に回転自在になっている。なお、図１２では、便宜上、連結部５ｃおよびフランジ５ｂを省略している。
【０１００】
図４は、電動機２を駆動するためのシステム構成及びＥＣＵ１１６の内部構成を示す図である。図４に示すシステムは、電動機２と、蓄電器１１４と、インバータ１１５と、ＥＣＵ１１６と、第１の回転位置センサ１２１と、第２の回転位置センサ１２２と、第１の電流センサ１２３と、第２の電流センサ１２４とを備える。蓄電器１１４は、電動機２に電力を供給する。インバータ１１５は、ＥＣＵ１１６からの指令に基づいて、蓄電器１１４からの直流電圧を３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の交流電圧に変換する。なお、蓄電器１１４とインバータ１１５の間に、昇圧又は降圧を行うコンバータが設けられていても良い。
【０１０１】
ＥＣＵ１１６は、インバータ１１５の動作を制御する。ＥＣＵ１１６は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ１２１〜１２４からの検出信号及び電動機２に対するトルク指令値Ｔに応じて、インバータ１１５の動作を制御する。
【０１０２】
第１の回転位置センサ１２１は、ステータ３の特定のＵ相コイル３ｃ（以下「基準コイル」という）に対する第１ロータ４の特定の永久磁石４ａの回転角度位置（以下「第１ロータ回転角θＲ１」という）を検出する。第２の回転位置センサ１２２は、基準コイルに対する第２ロータ５の特定のコア５ａの回転角度位置（以下「第２ロータ回転角θＲ２」という）を検出する。なお、第１ロータ回転角θＲ１及び第２ロータ回転角θＲ２は機械角度である。また、第１の回転位置センサ１２１及び第２の回転位置センサ１２２は、例えばレゾルバである。
【０１０３】
第１の電流センサ１２３は、電動機２のＵ相のコイル３ｃを流れる電流（以下、それぞれ「Ｕ相電流Ｉｕ」）を検出する。第２の電流センサ１２４は、電動機２のＷ相のコイル３ｅを流れる電流（以下、「Ｗ相電流Ｉｗ」という）を検出する。
【０１０４】
なお、本実施形態では、永久磁石４ａが本発明における磁極に相当し、鉄芯３ａおよびＵ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅが、本発明における電機子に相当する。さらに、コア５ａが本発明における軟磁性部に相当し、ＥＣＵ１１６が、本発明における制御手段に相当する。なお、軟磁性部は軟磁性体で構成するものに限らず、磁気抵抗の高い所と低い所を交互に設けることで構成してもよい。
【０１０５】
前述したように、電動機２では、電機子磁極が４個、永久磁石４ａの磁極（以下「磁石磁極」という）が８個、コア５ａが６個である。すなわち、電機子磁極の数と磁石磁極の数とコア５ａの数との比（以下「極数比」という）は、１：２．０：（１＋２．０）／２に設定されている。このことと、前述した式（１８）〜（２０）から明らかなように、ステータ３に対して第１ロータ４や第２ロータ５が回転するのに伴ってＵ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅにそれぞれ発生する逆起電圧（以下、それぞれ「Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ」「Ｖ相逆起電圧Ｖｃｖ」「Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ」という）は、次式（３３）、（３４）および（３５）で表される。
【０１０６】
【数３３】
2011037211.tif 000035
【０１０７】
【数３４】
2011037211.tif 000036
【０１０８】
【数３５】
2011037211.tif 000037
【０１０９】
ここで、Ｉは、Ｕ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅを流れる電流の振幅（最大値）、ψＦは、磁石磁極の磁束の最大値である。θＥＲ１は、いわゆる機械角である第１ロータ回転角θＲ１を電気角度位置に換算した値（以下「第１ロータ電気角」という）であり、具体的には、第１ロータ回転角θＲ１に電機子磁極の極対数、すなわち値２を乗算した値である。θＥＲ２は、機械角である第２ロータ回転角θＲ２を電気角度位置に換算した値（以下「第２ロータ電気角」という）であり、具体的には、第２ロータ回転角θＲ２に電機子磁極の極対数（値２）を乗算した値である。また、ωＥＲ１は、θＥＲ１の時間微分値、すなわち、ステータ３に対する第１ロータ４の角速度を電気角速度に換算した値（以下「第１ロータ電気角速度」という）である。さらに、ωＥＲ２は、第２ロータ電気角速度であり、θＥＲ２の時間微分値、すなわち、ステータ３に対する第２ロータ５の角速度を電気角速度に換算した値（以下「第２ロータ電気角速度」という）である。
【０１１０】
また、前述した極数比と前記式（２１）〜（２３）から明らかなように、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、およびＷ相のコイル３ｅを流れる電流（以下「Ｗ相電流Ｉｗ」という）は、次式（３６）、（３７）および（３８）でそれぞれ表される。
【０１１１】
【数３６】
2011037211.tif 000038
【０１１２】
【数３７】
2011037211.tif 000039
【０１１３】
【数３８】
2011037211.tif 000040
【０１１４】
さらに、極数比と前記式（２４）および（２５）から明らかなように、基準コイルに対するステータ３の回転磁界のベクトルの電気角度位置（以下「磁界電気角度位置θＭＦＲ」という）は、次式（３９）で表され、ステータ３に対する回転磁界の電気角速度（以下「磁界電気角速度ωＭＦＲ」という）は、次式（４０）で表される。
【０１１５】
【数３９】
2011037211.tif 000041
【０１１６】
【数４０】
2011037211.tif 000042
【０１１７】
このため、磁界電気角速度ωＭＦＲと第１ロータ電気角速度ωＥＲ１と第２ロータ電気角速度ωＥＲ２の関係を、いわゆる共線図で表すと、例えば図１３のように示される。
【０１１８】
また、ステータ３に供給された電力および磁界電気角速度ωＭＦＲと等価のトルクを駆動用等価トルクＴＳＥとすると、この駆動用等価トルクＴＳＥと、第１ロータ４に伝達されるトルク（以下「第１ロータ伝達トルク」という）ＴＲ１と、第２ロータ５に伝達されるトルク（以下「第２ロータ伝達トルク」という）ＴＲ２との関係は、極数比と前記式（３２）から明らかなように、次式（４１）で表される。
【０１１９】
【数４１】
2011037211.tif 000043
【０１２０】
上記の式（４０）で表される電気角速度の関係、および上記の式（４１）で表されるトルクの関係は、サンギヤおよびリングギヤのギヤ比が１：２の遊星歯車装置のサンギヤ、リングギヤおよびキャリアにおける回転速度およびトルクの関係とまったく同じである。
【０１２１】
ＥＣＵ１１６は、上記式（３９）に基づき、Ｕ相〜Ｗ相のコイル３ｃ〜３ｅへの通電を制御することにより、回転磁界を制御する。図４に示すように、ＥＣＵ１１６は、電気角変換部１６１ａ，１６１ｂと、角速度算出部１６３ａ，１６３ｂと、目標電流決定部１６５と、３相−ｄｐ変換部１６９と、偏差算出部１７１と、電流ＦＢ制御部１７３と、ｄｐ−３相変換部１７５とを有する。
【０１２２】
電気角変換部１６１ａには、第１の回転位置センサ１２１が検出した第１ロータ回転角θＲ１に、電機子磁極の極対数（値２）を乗算することによって、前述した第１ロータ電気角θＥＲ１を算出する。電気角変換部１６１ｂは、第２の回転位置センサ１２２が検出した第２ロータ回転角θＲ２に、電機子磁極の極対数（値２）を乗算することによって、前述した第２ロータ電気角θＥＲ２を算出する。電気角変換部１６１ａ，１６１ｂによって算出された第１及び第２ロータ電気角θＥＲ１，θＥＲ２は、角速度算出部１６３ａ，１６３ｂ、３相−ｄｐ変換部１６９及びｄｑ−３相変換部１７５に入力される。
【０１２３】
角速度算出部１６３ａは、電気角変換部１６１ａが導出した第１ロータ電気角θＥＲ１を時間微分することによって、電動機２の第１ロータ４の電気角速度ωＥＲ１を算出する。角速度算出部１６３ｂは、電気角変換部１６１ｂが導出した第２ロータ電気角θＥＲ２を時間微分することによって、電動機２の第２ロータ５の電気角速度ωＥＲ２を算出する。角速度算出部１６３ａ，１６３ｂによって算出された電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２は、目標電流決定部１６５に入力される。
【０１２４】
目標電流決定部１６５は、外部から入力されたトルク指令値Ｔ及び電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２に基づいて、ステータ３に流す電流のｄ軸成分（以下「ｄ軸電流」という）の目標値Ｉｄ＿ｔａｒ及びｑ軸成分（以下「ｑ軸電流」という）の目標値Ｉｑ＿ｔａｒを決定する。ｄ軸電流の目標値Ｉｄ＿ｔａｒ及びｑ軸電流の目標値Ｉｑ＿ｔａｒは偏差算出部１７１に入力される。
【０１２５】
３相−ｄｑ変換部１６９は、ｕ相電流Ｉｕ及びｗ相電流Ｉｗの各検出値と、第１及び第２ロータ電気角θＥＲ１，θＥＲ２とに基づいて３相−ｄｑ変換を行って、ｄ軸電流の検出値Ｉｄ＿ｓ及びｑ軸電流の検出値Ｉｑ＿ｓを算出する。なお、ｄｑ座標上では、（３・θＥＲ２−２・θＥＲ１）をｄ軸、ｄ軸に直交する軸をｑ軸として、（３・ωＥＲ２−２・ωＥＲ１）で回転する。ｄ軸電流Ｉｄ＿ｓ及びｑ軸電流Ｉｑ＿ｓは、次式（４２）によって算出される。ｄ軸電流Ｉｄ＿ｓ及びｑ軸電流Ｉｑ＿ｓは、偏差算出部１７１に入力される。
【０１２６】
【数４２】
2011037211.tif 000044
【０１２７】
偏差算出部１７１は、ｄ軸電流の目標値Ｉｄ＿ｔａｒとｄ軸電流Ｉｄ＿ｓとの偏差ΔＩｄを算出する。また、偏差算出部１７１は、ｑ軸電流の目標値Ｉｑ＿ｔａｒとｑ軸電流Ｉｑ＿ｓの偏差ΔＩｑを算出する。偏差算出部１７１によって算出された偏差Δｄ及びΔＩｑは、電流ＦＢ制御部１７３に入力される。
【０１２８】
電流ＦＢ制御部１７３は、偏差ΔＩｄ及び偏差ΔＩｑが減少するよう、例えばＰＩ制御（比例−積分制御）を行うことによって、ｄｑ座標上におけるｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃ及びｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃを決定する。なお、電流ＦＢ制御部１７３が偏差ΔＩｄに対して行うＰＩ制御の伝達関数Ｆｄ（ｓ）は、ωＭＦＲ（Ｌｄ＋Ｒａ／ｓ）である。また、電流ＦＢ制御部１７３が偏差ΔＩｄに対して行うＰＩ制御の伝達関数Ｆｄ（ｓ）は、ωＭＦＲ（Ｌｑ＋Ｒａ／ｓ）である。なお、Ｒａは、電動機２の抵抗成分を表すパラメータであり、Ｌｄは、電動機２のｄ軸側のインダクタンス成分を表すパラメータであり、Ｌｑは、電動機２のｑ軸側のインダクタンス成分を表すパラメータである。電流ＦＢ制御部１７３によって決定されたｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃ及びｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃは、ｄｑ−３相変換部１７５に入力される。
【０１２９】
ｄｑ−３相変換部１７５は、ｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃ及びｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃと、第１及び第２ロータ電気角θＥＲ１，θＥＲ２とに基づいてｄｑ−３相変換を行ってＵ相〜Ｗ相の各電圧指令値Ｖｕ＿ｃ，Ｖｖ＿ｃ，Ｖｗ＿ｃを導出する。各電圧指令値Ｖｕ＿ｃ，Ｖｖ＿ｃ，Ｖｗ＿ｃは、次式（４３）によって算出される。各電圧指令値Ｖｕ＿ｃ，Ｖｖ＿ｃ，Ｖｗ＿ｃは、インバータ１１５に入力される。
【０１３０】
【数４３】
2011037211.tif 000045
【０１３１】
インバータ１１５は、各電圧指令値Ｖｕ＿ｃ，Ｖｖ＿ｃ，Ｖｗ＿ｃによって示された相電圧Ｖｕ〜Ｖｗを電動機２に印加する。これにより、Ｕ相〜Ｗ相の電流Ｉｕ〜Ｉｗが制御される。この場合、相電流Ｉｕ〜Ｉｗは、前記式（３６）〜（３８）でそれぞれ表される。また、電流の振幅Ｉは、ｄ軸電流の指令値Ｉｄ＿ｃ及びｑ軸電流の指令値Ｉｑ＿ｃに基づいて定まる。
【０１３２】
以上説明したＥＣＵ１１６の制御によって、磁界電気角度位置θＭＦＲは、前記式（３９）が成立するように制御され、磁界電気角速度ωＭＦＲは、前記式（４０）が成立するように制御される。なお、電流ＦＢ制御部１７３は、上記説明したＰＩ制御に限らず、Ｐ制御（比例制御）又はＰＩＤ制御（比例−積分−微分制御）を行っても良い。
【０１３３】
図５は、図４に示したシステムのブロック線図の一例である。図５内の制御器２０１は、システム内のＥＣＵ１１６に含まれる３相−ｄｐ変換部１６９、偏差算出部１７１及び電流ＦＢ制御部１７３から主に構成される。また、図５内のモータモデル２０３は、システム内の電動機２及びインバータ１１５から主に構成される。
【０１３４】
ｄｑ座標上でのモータモデル２０３の電圧方程式は、次式（４４）で表される。式（４４）中のΨａは、電動機２のコイルを通過する磁束である。また、Ｒａは、モータモデル２０３の抵抗成分を表すパラメータであり、Ｌｄは、モータモデル２０３のｄ軸側のインダクタンス成分を表すパラメータであり、Ｌｑは、モータモデル２０３のｑ軸側のインダクタンス成分を表すパラメータである。
【０１３５】
【数４４】
2011037211.tif 000046
【０１３６】
なお、磁界電気角速度ωＭＦＲは、式（２５）及び式（４０）より、次式（４５）で表される。
【０１３７】
【数４５】
2011037211.tif 000047
【０１３８】
上式（４５）は、次式（４６）及び式（４７）に変換できる。
【０１３９】
【数４６】
2011037211.tif 000048
【０１４０】
図６は、式（４６）及び式（４７）をそれぞれ表現したブロック線図である。図６に示したブロック線図は、図７のようにも表される。このように、モータモデル２０３のブロック線図は図７のように表される。
【０１４１】
図７に示したように、ｑ軸電流Ｉｑ＿ｓは、図７中の点線３０１で示したｄ軸電流Ｉｄ＿ｓの成分の影響を受け、ｄ軸電流Ｉｄ＿ｓは、図７中の点線３０３で示したｑ軸電流Ｉｑ＿ｓの成分の影響を受ける。また、各軸電流が影響を受ける成分は、磁界電気角速度ωＭＦＲによって変化する。本実施形態では、各軸電流が互いの影響を受けずに、それぞれ独立に制御可能なシステムを提供する。
【０１４２】
図８は、モータモデル２０３のブロック線図に非干渉補償項を追加したブロック線図である。図８中の点線で囲まれた非干渉補償項４０１は、各軸電流が互いに受ける影響を相殺する。非干渉補償項４０１によって示される制御を行うことによって、上記式（４６）及び（４７）中のｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃ及びｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃは、それぞれ次式（４８）及び（４９）で表される。
【０１４３】
【数４７】
2011037211.tif 000049
【０１４４】
上記式（４８）及び（４９）を式（４６）及び（４７）に代入すると、次式（５０）及び（５１）が成り立つ。図９は、式（５０）及び式（５１）をそれぞれ表現したブロック線図である。
【０１４５】
【数４８】
2011037211.tif 000050
【０１４６】
このように、非干渉補償項４０１によって示される制御が行われると、ｄｑ座標上の各軸の成分は、互いに独立した１次の伝達関数によって表される。したがって、本実施形態のシステムのブロック線図に含まれる制御器では、電流ＦＢ制御部１７３によるＰＩ制御に加えて、非干渉補償項４０１によって示される非干渉制御が行われる。
【０１４７】
図１０は、他の実施形態のシステムのブロック線図の一例である。図１０に示したシステムでは、モータモデル２０３のための制御器が、ＰＩ制御部２１１と非干渉制御部２１３とから構成される。すなわち、本実施形態におけるＥＣＵの電流ＦＢ制御部は、上記説明したＰＩ制御の他、非干渉制御も行った上でｄ軸電圧の指令値Ｖｄ＿ｃ及びｑ軸電圧の指令値Ｖｑ＿ｃを決定する。
【０１４８】
なお、図１０に示した例では、非干渉制御部２１３の入力がｄ軸電流の検出値Ｉｄ＿ｓ及びｑ軸電流の検出値Ｉｑ＿ｓである。しかし、図１１に示すように、非干渉制御部２１５の入力として、ｄ軸電流の目標値Ｉｄ＿ｔａｒ及びｑ軸電流の目標値Ｉｑ＿ｔａｒを用いても良い。
【０１４９】
次に、ステータ３に供給された電力が、具体的にどのようにして動力に変換され、第１ロータ４や第２ロータ５から出力されるかについて説明する。まず、図１４〜図１６を参照しながら、第１ロータ４を固定した状態でステータ３に電力を供給した場合について説明する。なお、図１４〜図１６では、便宜上、複数の構成要素の符号を省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。また、理解の容易化のために、図１４〜図１６に示される同じ１つの電機子磁極およびコア５ａに、ハッチングを付している。
【０１５０】
まず、図１４（ａ）に示すように、ある１つのコア５ａの中心と、ある１つの永久磁石４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア５ａから３つ目のコア５ａの中心と、その永久磁石４ａから４つ目の永久磁石４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの電機子磁極の位置を、中心がコア５ａと一致している各永久磁石４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この電機子磁極の極性をこの永久磁石４ａの磁石磁極の極性と異ならせる。
【０１５１】
前述したようにステータ３による回転磁界が第１ロータ４との間に発生することと、コア５ａを有する第２ロータ５がステータ３と第１ロータ４の間に配置されていることから、電機子磁極および磁石磁極により、各コア５ａは磁化される。このことと、隣り合う各コア５ａの間に間隔が空いていることから、電機子磁極とコア５ａと磁石磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生する。なお、図１４〜図１６では、便宜上、鉄芯３ａや固定部４ｂにおける磁力線ＭＬを省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【０１５２】
図１４（ａ）に示す状態では、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極を結び、かつ、これらの電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、コア５ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【０１５３】
そして、回転磁界の回転に伴って電機子磁極が図１４（ａ）に示す位置から図１４（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、コア５ａに磁力が作用する。この場合、磁力線ＭＬで互いに結ばれた電機子磁極および磁石磁極を結ぶ直線に対して、磁力線ＭＬが、このコア５ａにおいて回転磁界の回転方向（以下「磁界回転方向」という）と逆方向に凸に曲がった状態になるため、上記の磁力は、コア５ａを磁界回転方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、コア５ａは、磁界回転方向に駆動され、図１４（ｃ）に示す位置に回転し、コア５ａが設けられた第２ロータ５および連結軸１３も、磁界回転方向に回転する。なお、図１４（ｂ）および（ｃ）における破線は、磁力線ＭＬの磁束量が極めて小さく、電機子磁極とコア５ａと磁石磁極の間の磁気的なつながりが弱いことを表している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【０１５４】
また、回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬがコア５ａにおいて磁界回転方向と逆方向に凸に曲がる→磁力線ＭＬが直線状になるようにコア５ａに磁力が作用する→コア５ａや第２ロータ５、連結軸１３が、磁界回転方向に回転する」という動作が、図１５（ａ）〜図１５（ｄ）、図１６（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、ステータ３に供給された電力が動力に変換され、連結軸１３から出力される。
【０１５５】
また、図１７は、図１４（ａ）の状態から電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図１７と図１４（ａ）の比較から明らかなように、コア５ａは、電機子磁極に対して１／３の回転角度だけ、同方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式（４０）において、ωＥＲ１＝０とすることによって、ωＥＲ２＝ωＭＦＲ／３が得られることと合致する。
【０１５６】
次に、図１８〜図２０を参照しながら、第２ロータ５を固定した状態で、ステータ３に電力を供給した場合の動作について説明する。なお、図１８〜図２０では、理解の容易化のために、同じ１つの電機子磁極および永久磁石４ａに、ハッチングを付している。まず、図１８（ａ）に示すように、前述した図１４（ａ）の場合と同様、ある１つのコア５ａの中心と、ある１つの永久磁石４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア５ａから３つ目のコア５ａの中心と、その永久磁石４ａから４つ目の永久磁石４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの電機子磁極の位置を、中心がコア５ａと一致している各永久磁石４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この電機子磁極の極性をこの永久磁石４ａの磁極の極性と異ならせる。
【０１５７】
図１８（ａ）に示す状態では、図１４（ａ）の場合と同様、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極を結び、かつ、これらの電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う電機子磁極、コア５ａおよび磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、永久磁石４ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【０１５８】
そして、回転磁界の回転に伴って電機子磁極が図１８（ａ）に示す位置から図１８（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、永久磁石４ａに磁力が作用する。この場合、この永久磁石４ａが、磁力線ＭＬで互いに結ばれた電機子磁極およびコア５ａの延長線上よりも磁界回転方向に進んだ位置にあるため、上記の磁力は、この延長線上に永久磁石４ａを位置させるように、すなわち、永久磁石４ａを磁界回転方向と逆方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、永久磁石４ａは、磁界回転方向と逆方向に駆動され、図１８（ｃ）に示す位置に回転し、永久磁石４ａが設けられた第１ロータ４および第１主軸１１も、磁界回転方向と逆方向に回転する。
【０１５９】
また、回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬが曲がり、磁力線ＭＬで互いに結ばれた電機子磁極およびコア５ａの延長線上よりも、永久磁石４ａが磁界回転方向に進んだ位置に位置する→磁力線ＭＬが直線状になるように永久磁石４ａに磁力が作用する→永久磁石４ａや第１ロータ４、第１主軸１１が、磁界回転方向と逆方向に回転する」という動作が、図１９（ａ）〜図１９（ｄ）、図２０（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、ステータ３に供給された電力が動力に変換され、第１主軸１１から出力される。
【０１６０】
また、図２０（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図２０（ｂ）と図１８（ａ）の比較から明らかなように、永久磁石４ａは、電機子磁極に対して１／２の回転角度だけ、逆方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式（４０）において、ωＥＲ２＝０とすることによって、−ωＥＲ１＝ωＭＦＲ／２が得られることと合致する。
【０１６１】
また、図２１および図２２は、電機子磁極、コア５ａおよび永久磁石４ａの数を、値１６、値１８および値２０にそれぞれ設定し、第１ロータ４を固定するとともに、ステータ３への電力の供給により第２ロータ５から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図２１は、第２ロータ電気角θＥＲ２が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１６２】
この場合、第１ロータ４が固定されていることと、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（２５）から、磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１および第２ロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の関係は、ωＭＦＲ＝２．２５・ωＥＲ２で表される。図２１に示すように、第２ロータ電気角θＥＲ２が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ２．２５周期分、発生している。また、図２１は、第２ロータ５から見たＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第２ロータ電気角θＥＲ２を横軸として、Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＵ相逆起電圧Ｖｃｕの順に並んでおり、このことは、第２ロータ５が磁界回転方向に回転していることを表す。以上のように、図２１に示すシミュレーション結果からも、ωＭＦＲ＝２．２５・ωＥＲ２が成立することが確認できた。
【０１６３】
さらに、図２２は、駆動用等価トルクＴＳＥ、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（３２）から、駆動用等価トルクＴＳＥ、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の関係は、ＴＳＥ＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図２２に示すように、駆動用等価トルクＴＳＥは、ほぼ−ＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・（−ＴＲＥＦ）に、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ２．２５・ＴＲＥＦになっている。このＴＲＥＦは所定のトルク値（例えば２００Ｎｍ）である。このように、図２２に示すシミュレーション結果からも、ＴＳＥ＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５が成立することが確認できた。
【０１６４】
また、図２３および図２４は、電機子磁極、コア５ａおよび永久磁石４ａの数を図２１および図２２の場合と同様に設定し、第１ロータ４に代えて第２ロータ５を固定するとともに、ステータ３への電力の供給により第１ロータ４から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図２３は、第１ロータ電気角θＥＲ１が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１６５】
この場合、第２ロータ５が固定されていることと、電機子磁極および磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（２５）から、磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１および第２ロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の関係は、ωＭＦＲ＝−１．２５・ωＥＲ１で表される。図２３に示すように、第１ロータ電気角θＥＲ１が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ１．２５周期分、発生している。また、図２３は、第１ロータ４から見たＵ相〜Ｗ相の逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第１ロータ電気角θＥＲ１を横軸として、Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＷ相逆起電圧Ｖｃｗの順に並んでおり、このことは、第１ロータ４が磁界回転方向と逆方向に回転していることを表す。以上のように、図２３に示すシミュレーション結果からも、ωＭＦＲ＝−１．２５・ωＥＲ１が成立することが確認できた。
【０１６６】
さらに、図２４は、駆動用等価トルクＴＳＥ、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合にも、図２２の場合と同様、式（３２）から、駆動用等価トルクＴＳＥ、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の関係は、ＴＳＥ＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図２４に示すように、駆動用等価トルクＴＳＥは、ほぼＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・ＴＲＥＦに、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ−２．２５・ＴＲＥＦになっている。このように、図２４に示すシミュレーション結果からも、ＴＳＥ＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５が成立することが確認できた。
【０１６７】
以上のように、電動機２では、ステータ３への電力供給により回転磁界を発生させると、前述した第１磁極とコア５ａと電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生し、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、ステータ３に供給された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータ４や第２ロータ５から出力される。この場合、磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１ロータ４及び第２ロータ５のロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の間に、前記式（４０）に示す関係が成立するとともに、駆動用等価トルクＴＳＥ、第１ロータ４と第２ロータ５のロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間に、前記式（４１）に示す関係が成立する。
【０１６８】
このため、ステータ３に電力を供給していない状態で、第１ロータ４及び第２ロータ５の少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方をステータ３に対して回転させると、ステータ３において、発電が行われるとともに、回転磁界が発生し、この場合にも、第１磁極とコア５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生するとともに、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、式（４０）に示す電気角速度の関係と式（４１）に示すようなトルクの関係が成立する。
【０１６９】
すなわち、発電した電力および第１磁界電気角速度ωＭＦＲと等価のトルクを発電用等価トルクＴＧＥとすると、この発電用等価トルクＴＧＥ１、第１ロータ４と第２ロータ５のロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間に、次式（５２）に示す関係が成立する。
【０１７０】
【数４９】
2011037211.tif 000051
また、ステータ３への電力供給中および発電中、回転磁界の回転速度（以下「磁界回転速度ＶＭＦ」という）と、第１ロータ４と第２ロータ５の回転速度（以下、それぞれ「第１ロータ回転速度ＶＲ１」「第２ロータ回転速度ＶＲ２」という）の間に、次式（５３）が成立する。
【０１７１】
【数５０】
2011037211.tif 000052
【０１７２】
以上から明らかなように、電動機２は、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
【０１７３】
続いて、動力出力装置１の変速機２０について説明する。
変速機２０は、少なくとも２以上の変速機構と、前述した第１クラッチ４１と第２クラッチ４２にそれぞれ接続される２つの変速軸を備えた、いわゆるツインクラッチ式変速機である。なお、本実施形態の動力出力装置１は第２速用変速ギヤ対２２と第２速用変速ギヤ対２２より変速比の小さい第３速用変速ギヤ対２３の２つの変速機構を備えた２段変速機である。
【０１７４】
より具体的に、変速機２０は、図１及び図２に示すように、同軸（回転軸線Ａ１）上に配置された第１主軸１１（第１変速軸）と、第２主軸１２と、連結軸１３と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｂ１を中心として回転自在なカウンタ軸１４と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｃ１を中心として回転自在な第１中間軸１５（中間軸）と、回転軸線Ａ１と平行に配置された回転軸線Ｄ１を中心として回転自在な第２中間軸１６（第２変速軸）と、を備えている。
【０１７５】
第１主軸１１には、エンジン６側に第１クラッチ４１が接続され、エンジン６側とは反対側に電動機２の第１ロータ４が取り付けられ、第１クラッチ４１によりクランク軸６ａから第１ロータ４への動力伝達が断接可能に構成されている。
【０１７６】
第２主軸１２は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケースシングに固定された軸受１２ａに支持されている。また、第２主軸１２には、エンジン６側に第２クラッチ４２が接続され、エンジン６側とは反対側にアイドル駆動ギヤ２７ａが取り付けられ、第２クラッチ４２によりクランク軸６ａからアイドル駆動ギヤ２７ａへの動力伝達が断接可能に構成されている。
【０１７７】
連結軸１３は、第１主軸１１より短く中空に構成されており、第１主軸１１のエンジン６側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受１３ａに支持されている。また、連結軸１３には、エンジン６側に第３速用駆動ギヤ２３ａが取り付けられ、軸受１３ａを挟んでエンジン６側とは反対側に電動機２の第２ロータ５が取り付けられている。従って、第２ロータ５と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するように構成されている。
【０１７８】
さらに、第１主軸１１には、第１主軸１１と連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１が設けられており、第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが連結して一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが開放され相対回転する。なお、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転するとき、第１主軸１１に取り付けられた第１ロータ４と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３で連結された第２ロータ５が一体に回転する。
【０１７９】
カウンタ軸１４は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１４ａ，１４ｂにより回転自在に支持され、カウンタ軸１４には連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと噛合する第３速用従動ギヤ２３ｂと、差動ギヤ機構８と噛合するファイナルギヤ２６ａとが取り付けられている。このファイナルギヤ２６ａは、差動ギヤ機構８に接続され、差動ギヤ機構８は、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。従って、第３速用従動ギヤ２３ｂに伝達された動力はファイナルギヤ２６ａから駆動軸９，９へと出力され、動力出力装置１においてカウンタ軸１４が出力軸として構成されている。なお、第３速用従動ギヤ２３ｂは第３速用駆動ギヤ２３ａと共に第３速用ギヤ対２３を構成している。
【０１８０】
第１中間軸１５は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１５ａ，１５ｂにより回転自在に支持され、第１中間軸１５には第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａと噛合する第１アイドル従動ギヤ２７ｂが取り付けられている。また、第１中間軸１５には、第１中間軸１５と相対回転可能な後進用駆動ギヤ２８ａが設けられており、後進用駆動ギヤ２８ａは、カウンタ軸１４に取り付けられた第３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ２３ｂと共に後進用ギヤ対２８を構成している。さらに第１中間軸１５には、第１中間軸１５と後進用駆動ギヤ２８ａとを連結又は開放する後進用シフター５３が設けられており、後進用シフター５３が後進用接続位置でインギヤするときには、第１中間軸１５に取り付けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと後進用駆動ギヤ２８ａとが一体に回転し、後進用シフター５３がニュートラル位置にあるときには、第１アイドル従動ギヤ２７ｂと後進用駆動ギヤ２８ａとが相対回転する。
【０１８１】
第２中間軸１６は、両端部を不図示のケーシングに固定された軸受１６ａ，１６ｂにより回転自在に支持され、第２中間軸１６には第１中間軸１５に取り付けられた第１アイドル従動ギヤ２７ｂと噛合する第２アイドル従動ギヤ２７ｃが取り付けられている。なお、第２アイドル従動ギヤ２７ｃは前述したアイドル駆動ギヤ２７ａと第１アイドル従動ギヤ２７ｂとともにアイドルギヤ列２７を構成している。また、第２中間軸１６には、第２中間軸１６と相対回転可能な第２速用駆動ギヤ２２ａが設けられており、第２速用駆動ギヤ２２ａは、カウンタ軸１４に設けられた第３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ２３ｂと共に第２速用ギヤ対２２を構成する。さらに第２中間軸１６には、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２が設けられており、第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが相対回転する。
【０１８２】
従って、変速機２０は、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａが設けられ、第１主軸１１に電動機２の第１ロータ４が取り付けられて構成されている。
。
【０１８３】
第１変速用シフター５１、第２変速用シフター５２、後進用シフター５３は、例えば、ドグクラッチなどの噛み合いクラッチを用いることが可能であり、この実施例では、接続する軸同士又は接続する軸とギヤの回転数を一致させる同期機構（シンクロナイザー機構）を有するクラッチ機構を用いている。なお、第１，第２変速シフター５１、５２、後進用シフター５３は前述したＥＣＵ１１６により制御される。
【０１８４】
以上の構成により、エンジン６のクランク軸６ａは、第１クラッチ４１を接続し第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより、第１主軸１１、第３速用ギヤ対２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第３速用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第１主軸１１から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第１伝達経路」という。
【０１８５】
また、エンジン６のクランク軸６ａは、第２クラッチ４２を接続し第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤすることにより、第２主軸１２、アイドルギヤ列２７（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第２アイドル従動ギヤ２７ｃ）、第２中間軸１６、第２速用ギヤ対２２（第２速用駆動ギヤ２２ａ、第３速用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２主軸１２から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第２伝達経路」という。
【０１８６】
また、電動機２の第２ロータ５は、連結軸１３、第３速用ギヤ対２３（第３速用駆動ギヤ２３ａ、第３速用従動ギヤ２３ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２ロータ５から駆動軸９，９までの一連の経路を、適宜、「第３伝達経路」という。
【０１８７】
このように構成された動力出力装置１は、図４２に示すように、トルク合成駆動、通常走行、モータ走行、モータ走行中エンジン始動等の機能を有している。なお、トルク合成駆動とは第１クラッチ４１のみを接続してエンジン６と電動機２を接続した状態でいずれのギヤも入っていない状態（例え、第２変速用シフター５２がインギヤしていても第２クラッチ４２が切断されている状態を含む）をいい、この状態においてはエンジン６及び電動機２の合成動力が第３伝達経路を介して一速相当（Ｌｏｗ）の駆動力として駆動軸９,９に伝達される。以下、この状態をＬｏｗモードという。
【０１８８】
先ず、車両の停車中の状態について説明する。
図２５（ｂ）は、第１クラッチを接続した状態でエンジン６をアイドリングしている状態を示している。このとき、エンジン６のトルクは第１主軸１１から第１ロータ４に伝達される。車両の停車中は、駆動軸９,９すなわち第２ロータ５が回転停止状態となっているので、エンジン６のトルクは全てステータ３に伝達される。このとき、図２５（ａ）に示すように、第１ロータ４は正転方向に回転しステータ３には逆転方向に回転磁界が発生する。
【０１８９】
なお、図２５（ａ）の速度線図は、停止位置を０、右側を正転方向、左側を逆転方向とし、このことは、後述する速度線図においても同様である。また、後述するトルクの伝達状況を示す図（例えば図２６（ｂ））では、ハッチング付の太い矢印はトルクの流れを表し、矢印中のハッチングはそれぞれの速度線図（例えば図２６（ａ））のトルクを示す矢印のハッチングと対応している。
【０１９０】
次に動力出力装置１におけるトルク合成駆動（Ｌｏｗモード）の加速について説明する。
加速パターンとしては、（ｉ）図２６（ａ）に示すように、電動機２とエンジン６の回転数を共に上昇させるか、又は（ｉｉ）図２７（ａ）に示すように、電動機２の回転数を変えないでエンジン６の回転数を上昇させるか、又は、（ｉｉｉ）図２７（ｂ）に示すように、エンジン６の回転数を変えないで電動機２の回転数を上昇させることにより行なわれる。なお、（ｉ）の場合、車両の動力はエンジン６の動力と電動機２の動力の合成動力で決まり、（ｉｉ）の場合、車両の動力はエンジン６の動力で決まり、（ｉｉｉ）の場合、車両の動力は電動機２の動力で決まる。
【０１９１】
（ｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置の残容量が少ない場合である。例えば坂道等で蓄電装置の残容量がなくなった場合等に、図２７（ａ）のようにエンジントルクを増大させて逆転方向の回転磁界の回転数を減少させる方向（正転方向）に発電用等価トルクＴＧＥを作用させて電動機２を回生させながら、駆動軸９，９に合成動力を伝達することができる。ここで、本発明の動力出力装置１は、第１クラッチ４１を接続することにより第１ロータ４から伝達されたエンジン６の動力により電動機２を回生させつつ、第２ロータ５から第３伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達されるエンジントルクＴＥＮＧと発電用等価トルクＴＧＥの合成動力が発進ギヤ、すなわち第１速相当のトルクとなるように電動機２と第３伝達経路が構成されている。従って、ハイブリッド車両で蓄電装置の残容量がなくなった場合においても電動機２を回生させて充電させながら発進・低速走行を行うことができ、蓄電装置の残容量がなくなった場合に対応できる。
【０１９２】
一方、（ｉｉｉ）の加速状態を選択する場合としては、例えば蓄電装置の残容量が多い場合等に設定される。蓄電装置の残容量が多い場合には回生エネルギーをそれ以上充電することができないため、電動機２を用いて駆動することで蓄電装置の残容量を減らして回生エネルギーの利用効率を向上させることができる。
なお、電動機２に対しエンジン６の回転数が高過ぎるとオーバーレブを誘発し、エンジン６に対し電動機２の回転数が高過ぎるとエンジンストールを誘発するため、エンジン６と電動機２のバランスを制御することが必要である。
【０１９３】
（ｉ）の場合を例に、Ｌｏｗモードにおける車両加速時の制御を説明すると、図２６（ａ）示すように、エンジントルクＴＥＮＧとステータ３に供給される電力を増大することで、第１ロータ４から伝達される正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１とステータ３に供給される電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが合成され、第２ロータ５には合成された第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。この合成された第２ロータ伝達トルクＴＲ２が総駆動力となって、図２６（ｂ）示すように、第３伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、車両を加速することができる。
【０１９４】
ここで、図２６（ａ）及び図２６（ｂ）におけるエンジン６と電動機２の制御フローについて図２８を参照して説明する。
ＥＣＵ１１６は、まず駆動軸９，９に伝達すべき要求動力を設定する（Ｓ１）。続いて、エンジン６の適正駆動領域でエンジン６を駆動し（Ｓ２）、電動機２の定格出力を超えるか否かを判断し（Ｓ３）、電動機２の定格出力を超える場合には、電動機２の定格出力で駆動するとともにエンジン６の回転数を制御する（Ｓ４）。一方、電動機２の定格出力を超えない場合には、電動機２の最高回転数を超えるか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、電動機２の最高回転数を超えない場合には、エンジン６を適正駆動領域で駆動したまま電動機２を駆動し（Ｓ６）、電動機２の最高回転数を超える場合には、電動機２の最高回転数で駆動するとともにエンジン６の回転数を制御する（Ｓ７）。なお、エンジン６の適正駆動領域とは、エンジン６の効率が著しく悪くならない領域をいう。
このようにエンジン６がエンジンストールが発生しないエンジンストール領域から最高回転の範囲内で駆動する、好ましくはエンジン６の適正駆動領域で駆動するとともに、要求動力と第２ロータ５からの合成動力を比較して電動機２の動力を制御するとともに、電動機２の定格出力と最高回転数を超えない範囲で駆動することにより、エンジン６と電動機２に不具合が生じるのを抑制することができる。
【０１９５】
次に、Ｌｏｗ走行から第２速走行にシフトアップする動力出力装置１の制御について説明する。
第１クラッチ４１のみを接続した図２６（ｂ）のＬｏｗモードでの加速状態から、図２９（ａ）に示すように、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤし、第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結する（Ｌｏｗ  Ｐｒｅ２モード）。続いて、第１クラッチ４１を切断し第２クラッチ４２を接続することにより、図２９（ｂ）に示すように、エンジン６の動力は第２伝達経路を介して駆動軸９，９に伝達され、第２速走行が実現される（２ｎｄモード）。
【０１９６】
続いて、この２ｎｄモードで走行中に２つのモード（２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モード）により、電動機２によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。  ２ｎｄ走行第１モードは、図３０（ｂ）に示すように、図２９（ｂ）の第２クラッチ４２を接続した状態から、さらに第１クラッチ４１を接続することにより実現される。これは、第１クラッチ４１を接続することにより、第２速用ギヤ対２２を介して走行する第２速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転する第２ロータ５の回転数に対し、エンジン６に第１主軸１１を介して連結された第１ロータ４の回転数が必ず高くなることを利用して、強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出すことを意味している。電動機２の特性から第２ロータ５の回転数が第１ロータ４の回転数より低いと電動機２の仮想支点Ｐは図３０（ａ）において上方に位置し、ステータ３の回転磁界の回転数は必ず第２ロータ５の回転数よりも低くなる。
【０１９７】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図３０（ａ）及び図３０（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、エンジントルクＴＥＮＧから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたセカンダリトルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ列２２に２ｎｄトルクとして伝達される。従って、カウンタ軸１４、ここでは第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０１９８】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用する。これによりエンジントルクＴＥＮＧと第１ロータ伝達トルクＴＲ１を足し合わせたセカンダリトルクが第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ対２２に２ｎｄトルクとして伝達される。また、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ２３ｂには、逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が３ｒｄトルクとして第２ロータ５に伝達される。従って、カウンタ軸１４、ここでは第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて２ｎｄトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０１９９】
続いて、２ｎｄ走行第２モードにおいて、電動機２によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
２ｎｄ走行第２モードは、図３２（ｂ）に示すように、図２９（ｂ）の第２クラッチ４２を接続した状態から、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより実現される。第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることで、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとが連結して一体に回転し、必然的に第１主軸１１に接続された第１ロータ４と第３速用駆動ギヤ２３ａに連結軸１３を介して接続された第２ロータ５がロックして一体に回転する。
【０２００】
従って、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることで、強制的にエンジン６と電動機２との回転数を一致させる状態、すなわちレシオが１の状態が作り出される。この場合、電動機２の特性から第１ロータ４の回転数と第２ロータ５の回転数が等しいと電動機２の仮想支点Ｐは図３２（ａ）において無限遠方に位置することとなる。
【０２０１】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図３２（ａ）及び図３２（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により第２ロータ伝達トルクＴＲ２から第１ロータ伝達トルクＴＲ１が抜き取られたトルクが３ｒｄトルクとして第３速用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、エンジントルクＴＥＮＧは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ列２２に２ｎｄトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４、ここでは第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。なお、ここで３ｒｄトルクは駆動用等価トルクＴＳＥに等しく、第１変速用シフター５１で第１ロータ４と第２ロータ５をロックすることでステータ３の駆動用等価トルクＴＳＥがそのままカウンタ軸１４に伝達され、エンジントルクＴＥＮＧとステータ３の駆動用等価トルクＴＳＥがそのまま駆動軸９，９に伝達される。
【０２０２】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図３３（ａ）及び図３３（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用する。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ列２２に２ｎｄトルクとして伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより２ｎｄトルクから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたトルクが３ｒｄトルクとして第２ロータ５に伝達される。そして、カウンタ軸１４、ここでは第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて２ｎｄトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２０３】
次に、第２速走行から第３速走行にシフトアップする制御について説明する。
図２９（ｂ）に示す２ｎｄモードで走行中において、図３４（ａ）に示すように、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤし、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結する。（２ｎｄ  Ｐｒｅ３モード）。続いて、第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、図３４（ｂ）に示すように、エンジン６のトルクは第１伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、第３速走行が実現される（３ｒｄ  Ｐｒｅ２モード）。
なお、第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤしておくと、第２中間軸１６、第１中間軸１５、第２主軸１２を連れまわすため、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることが好ましい（３ｒｄモード）。
【０２０４】
次に、第３速走行中に電動機２によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第２変速用シフター５２をニュートラル位置にした状態（３ｒｄモード）から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、３ｒｄ走行第１モードと呼ぶ。
この状態においては、第１ロータ４と第２ロータ５をロックして、強制的にエンジン６と電動機２との回転数を一致させた状態、すなわちレシオが１の状態が、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤしたことで既に作り出されている。
【０２０５】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図３５（ａ）及び図３５（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、エンジントルクＴＥＮＧから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたトルクが３ｒｄＤｏｇトルクとして第３速用駆動ギヤ２３ａに伝達される。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａにおいて３ｒｄＤｏｇトルクと第２ロータ伝達トルクＴＲ２が足し合わされ、足し合わされたトルクが総駆動力として第３速用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２０６】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３には、回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥが作用し、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結によりエンジントルクＴＥＮＧと第１ロータ伝達トルクＴＲ１が足し合わされたトルクが３ｒｄＤｏｇトルクとして第３速用駆動ギヤ２３ａに伝達される。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａにおいて、３ｒｄＤｏｇトルクから第２ロータ伝達トルクＴＲ２が抜き取られ、この３ｒｄＤｏｇトルクから第２ロータ伝達トルクＴＲ２を差し引いたトルクが総駆動力として第３速用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２０７】
次に動力出力装置１におけるモータ走行について説明する。
なお、以下に示すモードを便宜上、モータ走行第１モードと呼ぶ。
モータ走行第１モードは、図３７（ｂ）に示すように、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤするとともに第１及び第２クラッチ４１、４２を切断ことにより実現される。第１及び第２クラッチ４１、４２を切断することによりエンジン６との動力伝達は遮断される。また、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように第１ロータ４と第２ロータ５がロックし、強制的にエンジン６と電動機２との回転数を一致させた状態、すなわちレシオが１の状態が作り出される。
【０２０８】
この状態で、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により第２ロータ伝達トルクＴＲ２から第１ロータ伝達トルクＴＲ１が抜き取られたトルクが総駆動力として、第３速用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２のトルクのみで車両を走行することができる。
【０２０９】
次に、動力出力装置１におけるモータ走行中のエンジン始動について説明する。
車両がモータ走行中に、エンジン６を始動する場合として２つのモード（以下、モータ走行第１始動モード、モータ走行第２始動モードと呼ぶ。）について説明する。
モータ走行第１始動モードは、図３８（ｂ）に示すように、図３７（ｂ）に示すモータ走行中に第１クラッチ４１を接続することにより実現される。このとき、第２ロータ伝達トルクＴＲ２から逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が抜き取られるとともに、第１クラッチ４１の接続によりさらに逆転方向の始動トルクが抜き取られる。従って、第２ロータ伝達トルクＴＲ２から第１ロータ伝達トルクＴＲ１と始動トルクとを足し合わせた３ｒｄＤｏｇトルクを差し引いたトルクが第３速用従動ギヤ２３ｂに伝達され、総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第１主軸１１に伝達された始動トルクにより、第１主軸１１がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン６を始動させることができる。エンジン６の始動後は、第１変速用シフター５１をニュートラル位置に戻すことにより、Ｌｏｗモードとなる。
【０２１０】
モータ走行第２始動モードは、図３９（ｂ）に示すように、図３７（ｂ）に示すモータ走行中に第２変速用シフター５２を第２速用接続位置でインギヤするとともに第２クラッチ４２を接続することにより実現される。このとき、第３速用従動ギヤ２３ｂと第２速用駆動ギヤ２２ａとの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ２３ｂには、逆転方向の始動トルクが作用する。従って、第２ロータ伝達トルクＴＲ２から逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が抜き取られた３ｒｄトルクから、さらに始動トルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第３速用従動ギヤ２３ｂから第２速用ギヤ列２２、アイドルギヤ列２７、第２主軸１２に伝達された始動トルクにより、第２主軸１２がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。これによりモータ走行しながらエンジン６を始動させることができる。エンジン６の始動後は、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に戻すとともに第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、Ｌｏｗモードとなる。また、第１変速用シフター５１をニュートラル位置に戻すことで２ｎｄモードとすることもでき、或いはそのままの状態で２ｎｄ  Ｐｒｅ３モードとすることもできる。
【０２１１】
次に、車両の停止中、いわゆるパーキング中のエンジン始動について説明する。
車両の停止中にエンジン６を始動する場合には、まず第１クラッチ４１を接続してエンジン６と電動機２を第１主軸１１を介して接続するとともに、図４０（ａ）に示すように、ステータ３に逆転方向の回転磁界が発生するように電力を供給するとともに、不図示のパーキング機構や車両走行安定装置（以下、ＶＳＡと呼ぶ。）などでファイナルギヤ２６ａから正転方向にロックトルクを作用させて第２ロータ５の回転を停止（ロック）させる。このとき、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用し、この第１ロータ伝達トルクＴＲ１によって、第１主軸１１がエンジン６のクランク軸６ａを連れまわしてクランキングし、エンジン６を点火することができる。
【０２１２】
次に、車両の停止中、いわゆるパーキング中の充電について説明する。
停止中にエンジン始動する図４０（ｂ）の状態から、エンジン６を始動した後、図４１（ｂ）に示すように、エンジン６のトルクを増大してエンジントルクＴＥＮＧは回転数が高くなるように制御するとともに不図示のパーキング機構や車両走行安定装置（以下、ＶＳＡと呼ぶ。）などでファイナルギヤ２６ａから逆転方向にロックトルクを作用させて第２ロータ５の回転を停止（ロック）させる。そして、ステータ３に回転磁界を減少させるように正転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで電動機２を回生させて充電することができる。
【０２１３】
次に、動力出力装置１における後進走行について説明する。
車両の後進には、エンジン６のトルクのみを用いる場合、後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤして第２クラッチ４２を接続することにより実現される。これにより、エンジン６のトルクが、第２主軸１２、アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、後進用駆動ギヤ２８ａと第３速用従動ギヤ２３ｂからなる後進用ギヤ対２８、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、後進走行することができる。
【０２１４】
また、モータ走行により後進する場合として、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断した状態で、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤしてステータ３に逆転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、第２ロータ５から逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用し、第３速用従動ギヤ２３ｂ、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、後進走行することができる。
【０２１５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る動力出力装置１Ａについて、図４３〜図５９を参照して説明する。なお、第２実施形態の動力出力装置１Ａは、変速機２０Ａが第３速用変速ギヤ対２３より変速比の小さい第４速用ギヤ対２４と、第４速用ギヤ対２４より変速比の小さい第５速用ギヤ対２５を備えている点を除き、第１実施形態の動力出力装置１と同様の構成を有する。このため、第１実施形態の動力出力装置１と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【０２１６】
図４３は、本発明の第２実施形態に係る動力出力装置１Ａを概略的に示している。
第２実施形態の動力出力装置１Ａにおける変速機２０Ａにおいて、第２中間軸１６には第２速用駆動ギヤ２２ａと第２アイドル従動ギヤ２７ｃとの間に、第２中間軸１６と相対回転可能な第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられている。また、第２中間軸１６に設けられた第２中間軸１６と第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２は、さらに第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結又は開放するように構成され、第２速用接続位置、ニュートラル位置、第４速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第２変速用シフター５２が第２速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第２速用駆動ギヤ２２ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２が第４速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６に取り付けられた第２アイドル従動ギヤ２７ｃと第４速用駆動ギヤ２４ａとが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２アイドル従動ギヤ２７ｃは第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。
【０２１７】
また、第１主軸１１には、連結軸１３に取り付けられた第３速用駆動ギヤ２３ａと第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａとの間に、第１主軸１１と相対回転可能な第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられている。また、第１主軸１１に設けられた第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１は、さらに第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結又は開放するように構成され、第３速用接続位置、ニュートラル位置、第５速用接続位置を移動可能に構成されている。従って、第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１が第５速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。
【０２１８】
また、カウンタ軸１４には、第３速用従動ギヤ２３ｂとファイナルギヤ２６ａとの間に第４速用従動ギヤ２４ｂが取り付けられ、第４速用従動ギヤ２４ｂは、第２中間軸１６に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと第１主軸１１に設けられた第５速用駆動ギヤ２５ａと噛合するように構成される。第４速用従動ギヤ２４ｂは、第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ対２４を構成するとともに、第５速用駆動ギヤ２５ａと共に第５速用ギヤ対２５を構成する。
【０２１９】
従って、変速機２０Ａは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、第１主軸１１に動力合成機構３０を構成する電動機２の第１ロータ４が取り付けられて構成されている。
【０２２０】
以上の構成により、エンジン６のクランク軸６ａは、第２クラッチ４２を接続し第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤすることにより、第２主軸１２、アイドルギヤ列２７（アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、第２アイドル従動ギヤ２７ｃ）、第２中間軸１６、第４速用ギヤ対２４（第４速用駆動ギヤ２４ａ、第４速用従動ギヤ２４ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２主軸１２から駆動軸９，９までの一連の構成要素を、適宜、「第４伝達経路」という。
【０２２１】
また、エンジン６のクランク軸６ａは、第１クラッチ４１を接続し第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤすることにより、第１主軸１１、第５速用ギヤ対２５（第５速用駆動ギヤ２５ａ、第４速用従動ギヤ２４ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第１主軸１１から駆動軸９，９までの一連の構成要素を、適宜、「第５伝達経路」という。このように本実施形態の動力出力装置１Ａは、第１実施形態の動力出力装置１の第１〜第３伝達経路に加えて、第４伝達経路と第５伝達経路とを有する。
【０２２２】
次に、このように構成された動力出力装置１Ａの制御について説明する。
この動力出力装置１Ａにおいてトルク合成駆動（Ｌｏｗモード、Ｌｏｗ  Ｐｒｅ２モード）について第１実施形態の動力出力装置１と同様の制御によりなされるため説明を省略する。なお、通常走行、モータ走行、モータ走行エンジン始動、後進走行も第１実施形態の動力出力装置１と同様の制御によりなされるため、ここでは第４速用ギヤ対２４と第５速用ギヤ対２５を備えることにより可能となる走行モードについて説明する。
この動力出力装置１Ａにおいては、第２速走行における電動機２によるアシスト、充電パターンとして、２ｎｄ走行第１モード、２ｎｄ走行第２モードに加えて別の２ｎｄ走行第３モードを備える。
【０２２３】
２ｎｄ走行第３モードは、図４５（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した２ｎｄモードから、さらに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。これは第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、カウンタ軸１４に第３速用ギヤ対２３を介して接続された第２ロータ５の回転数に対し、カウンタ軸１４に第５速用ギヤ対２５を介して接続された第１ロータ４の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出すことを意味している。電動機２の特性から第２ロータ５の回転数が第１ロータ４の回転数より高いと電動機２の仮想支点Ｐは図４５（ａ）において下方に位置し、ステータの回転磁界の回転数は必ず第２ロータ５の回転数よりも高くなる。
【０２２４】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図４５（ａ）及び図４５（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、エンジントルクは、第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ列２２に２ｎｄトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ２４ｂから５ｔｈトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２２５】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図４６（ａ）及び図４６（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより第４速用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクとして伝達される。また、エンジントルクは、第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第２速用ギヤ列２２に２ｎｄトルクとして伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて第２ロータ伝達トルクＴＲ２が３ｒｄトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において、２ｎｄトルクと５ｔｈトルクを足し合わせて３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２２６】
次に、第３速走行から第４速走行にシフトアップする制御について説明する。
第１クラッチ４１が接続され第１変速用シフター５１が第３速用接続位置でインギヤした３ｒｄモードでの走行中において、図４７（ａ）に示すように、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤして、第２中間軸１６と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結する（３ｒｄ  Ｐｒｅ４モード）。続いて、第１クラッチ４１を切断し第２クラッチ４２を接続することにより、図４７（ｂ）に示すように、エンジン６のトルクは第４伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される（４ｔｈ  Ｐｒｅ３モード）。
【０２２７】
次に、第４速走行中に電動機２によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、４ｔｈ  Ｐｒｅ３モードから第１変速用シフター５１をニュートラル位置にした状態（４ｔｈモード）から説明する。
この４ｔｈモードで走行中に３つのモード（４ｔｈ走行第１モード、４ｔｈ走行第２モード、４ｔｈ走行第３モード）により、電動機２によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
【０２２８】
４ｔｈ走行第１モードは、図４８（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、さらに第１クラッチ４１を接続することにより実現される。これは、第１クラッチ４１を接続することにより、第４速用ギヤ対２４を介して走行する第４速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転する第２ロータ５の回転数に対し、エンジン６に第１主軸１１を介して連結された第１ロータ４の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出すことを意味している。電動機２の特性から第２ロータ５の回転数が第１ロータ４の回転数より高いと電動機２の仮想支点Ｐは図４８（ａ）において下方に位置し、ステータ３の回転磁界の回転数は必ず第２ロータ５の回転数よりも高くなる。
【０２２９】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図４８（ａ）及び図４８（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、エンジントルクＴＥＮＧから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたセカンダリトルクが第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと２ｎｄトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２３０】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図４９（ａ）及び図４９（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用する。これによりエンジントルクＴＥＮＧと第１ロータ伝達トルクＴＲ１を足し合わせたセカンダリトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２３１】
続いて、４ｔｈ走行第２モードにおいて、電動機２によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
４ｔｈ走行第２モードは、図５０（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、第１変速用シフター５１を第３速用接続位置でインギヤすることにより実現される。第１変速用シフター５１を第３速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように電動機２がロックすることとなる。この場合、電動機２の特性から第１ロータ４の回転数と第２ロータ５の回転数が等しいと電動機２の仮想支点Ｐは図５０（ａ）において無限遠方に位置することとなる。
【０２３２】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図５０（ａ）及び図５０（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第３速用駆動ギヤ２３ａとの連結により第２ロータ伝達トルクＴＲ２から第１ロータ伝達トルクＴＲ１が抜き取られたトルクが３ｒｄトルクとして第３速用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、エンジントルクＴＥＮＧは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。そして、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと４ｔｈトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２３３】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図５１（ａ）及び図５１（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用する。また、エンジントルクは第２主軸１２から、アイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより４ｔｈトルクから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたトルクが３ｒｄトルクとして第２ロータ５に伝達される。そして、カウンタ軸１４において４ｔｈトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２３４】
続いて、４ｔｈ走行第３モードにおいて、電動機２によるアシスト又は充電を行う場合について説明する。
４ｔｈ走行第３モードは、図５２（ｂ）に示すように、第２クラッチ４２を接続した４ｔｈモードから、さらに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤすることにより実現される。これは第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように第２ロータ５の回転数に対し、第１ロータ４の回転数が必ず低くなることを利用して強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出している。
【０２３５】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図５２（ａ）及び図５２（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、エンジントルクは、第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより、第４速用従動ギヤ２４ｂにおいて５ｔｈトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと４ｔｈトルクを足し合わせたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２３６】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図５３（ａ）及び図５３（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３に回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることで、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより第４速用従動ギヤ２４ｂに５ｔｈトルクとして伝達される。また、エンジントルクは、第２主軸１２からアイドルギヤ列２７を介して第４速用ギヤ対２４に４ｔｈトルクとして伝達され、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより、第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて第２ロータ伝達トルクＴＲ２が３ｒｄトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において、４ｔｈトルクと５ｔｈトルクを足し合わせて３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２３７】
次に、第４速走行から第５速走行にシフトアップする制御について説明する。
第２クラッチ４２が接続され第２変速用シフター５２が第４速用接続位置でインギヤした４ｔｈモードで走行中において、図５４（ａ）に示すように、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤして、第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結する（４ｔｈ  Ｐｒｅ５モード）。続いて、第２クラッチ４２を切断し第１クラッチ４１を接続することにより、図５４（ｂ）に示すように、エンジントルクは第５伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される（５ｔｈ  Ｐｒｅ４モード）。
なお、第２変速用シフター５２を第４速用接続位置でインギヤしておくと、第２中間軸１６、第１中間軸１５、第２主軸１２を連れまわすため、第２変速用シフター５２をニュートラル位置に移動させることが好ましい（５ｔｈモード）。
【０２３８】
次に、第５速走行中に電動機２によるアシスト又は充電を行なう場合について説明する。以下、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤした状態（５ｔｈモード）から説明する。なお、以下に示すモードを便宜上、５ｔｈ走行第１モードと呼ぶ。
この状態においては、第５速用ギヤ対２５を介して走行する第５速走行において、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂの噛み合いにより回転する第２ロータ５の回転数に対し、第５速用ギヤ対２５を介して連結された第１ロータ４の回転数が必ず低くなることを利用して、強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出す状態が、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで既に作り出されている。
【０２３９】
このモードにおいて電動機２でアシストする場合、図５５（ａ）及び図５５（ｂ）に示すように、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する正転方向の駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、エンジントルクＴＥＮＧから第１ロータ伝達トルクＴＲ１を差し引いたトルクが５ｔｈトルクとして第５速用駆動ギヤ２５ａから第４速用従動ギヤ２４ｂに伝達される。そして、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクと５ｔｈトルクを足し合わせたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２でエンジン走行をアシストすることができる。
【０２４０】
このモードにおいて電動機２で充電する場合、図５６（ａ）及び図５６（ｂ）に示すように、第２ロータ５に伝達される第２ロータ伝達トルクＴＲ２を用いてステータ３で発電を行なう。このとき、ステータ３には、回転磁界を減少させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥが作用し、第２ロータ５には回転数が減少するように逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が作用する。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとの連結によりエンジントルクＴＥＮＧと第１ロータ伝達トルクＴＲ１が足し合わされたトルクが５ｔｈトルクとして第５速用駆動ギヤ２５ａに伝達される。そして、第３速用駆動ギヤ２３ａと第３速用従動ギヤ２３ｂとの噛み合いにより第３速用従動ギヤ２３ｂにおいて、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が３ｒｄトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において、５ｔｈトルクから３ｒｄトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、車両を走行しながら電動機２で充電することができる。
【０２４１】
また、この動力出力装置１Ａにおいては、モータ走行における電動機２によるアシスト、充電するモードとして、モータ走行第１モードに加えて別のモータ走行第２モードを備える。
モータ走行第２モードは、図５７（ｂ）に示すように、第１及び第２クラッチ４１、４２を切断し、第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることにより実現される。第１変速用シフター５１を第５速用接続位置に移動してインギヤすることで、上述したように第２ロータ５の回転数に対し、第１ロータ４の回転数が必ず高くなることを利用して強制的にエンジン６と電動機２にあるレシオを作り出している。
【０２４２】
この状態で、ステータ３に正転方向の回転磁界が増大するように電力を供給することにより、ステータ３には供給された電力に相当する駆動用等価トルクＴＳＥが作用し、第２ロータ５からは正転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。また、第１ロータ４には、反力として逆転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用するので、第１変速用シフター５１による第１主軸１１と第５速用駆動ギヤ２５ａとの連結により第１ロータ伝達トルクＴＲ１が５ｔｈトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４において３ｒｄトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力として、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、電動機２のトルクのみで車両を走行することができる。
【０２４３】
また、この動力出力装置１Ａにおいては、後進走行において電動機２によるアシスト、充電を行うことができる。なお、以下に示すモードを便宜上、後進走行第１モードと呼ぶ。
後進走行第１モードは、図５８（ａ）及び図５８（ｂ）に示すように、後進用シフター５３を後進用接続位置でインギヤして第２クラッチ４２を接続するとともに第１変速用シフター５１を第５速用接続位置でインギヤして、ステータ３に逆転方向の回転磁界を増大させるように逆転方向の発電用等価トルクＴＧＥを作用させることにより実現される。これにより、逆転方向のエンジントルクは、第２主軸１２、アイドル駆動ギヤ２７ａ、第１アイドル従動ギヤ２７ｂ、後進用駆動ギヤ２８ａ、第３速用従動ギヤ２３ｂに伝達される。また、第２ロータ５からは逆転方向の第２ロータ伝達トルクＴＲ２が出力され、第３速用駆動ギヤ２３ａから第３速用従動ギヤ２３ｂに３ｒｄトルクとして伝達される。一方、第１ロータ４には反力として正転方向の第１ロータ伝達トルクＴＲ１が作用し、第５速用駆動ギヤ２５ａと第４速用従動ギヤ２４ｂの噛み合いにより第４速用従動ギヤ２４ｂにおいて５ｔｈトルクとして抜き取られる。従って、カウンタ軸１４においてエンジントルクと３ｒｄトルクを足し合わせたトルクから５ｔｈトルクを差し引いたトルクが総駆動力としてファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、電動機２でアシストしながら車両を後進させることができる。
【０２４４】
このように構成された本実施形態１、２の動力出力装置１、１Ａによれば、第１ロータ４が２つの変速軸の一方である第１主軸１１に接続され、第２ロータ５は駆動軸９，９に接続され、リングギヤ３５が電動機２に接続されるので、第２ロータ５は第１ロータ４から伝達されるトルクと電動機２の電力に相当するトルクを合成して駆動軸９，９に伝達することができる。従って、エンジン６のトルクと電動機２のトルクを合成して駆動軸９，９に伝達することができ、より大きな駆動力を駆動軸９，９に伝達することができる。
【０２４５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る動力出力装置について、図６０を参照して説明する。なお、第３実施形態の動力出力装置は、変速機の構成が異なる以外は第２実施形態の動力出力装置１Ａと同様の構成を有する。このため、第２実施形態の動力出力装置１Ａと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【０２４６】
本実施形態の変速機２０Ｂは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１（第１変速軸）周りに偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６（第２変速軸）に奇数段の変速段である第１速用駆動ギヤ２１ａと第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、第１主軸１１に動力合成機構３０を構成する電動機２の第１ロータ４が取り付けられて構成されている。
【０２４７】
より具体的に、第１主軸１１には、連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと第２主軸１２に取り付けられたアイドル駆動ギヤ２７ａとの間に、第１主軸１１と相対回転可能な第４速用駆動ギヤ２４ａと、第１主軸１１と連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａとを連結又は開放するとともに第１主軸１１と第４速用駆動ギヤ２４ａとを連結又は開放する第１変速用シフター５１が設けられている。そして第１変速用シフター５１が、第２速用接続位置、ニュートラル位置、第４速用接続位置を移動可能に構成されている。第１変速用シフター５１が第２速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１が第４速用接続位置でインギヤするときには、第１主軸１１と第４速用駆動ギヤ２４ａが一体に回転し、第１変速用シフター５１がニュートラル位置にあるときには、第１主軸１１は第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａに対し相対回転する。なお、第１主軸１１と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転するとき、第１主軸１１に取り付けられた第１ロータ４と第２速用駆動ギヤ２２ａに連結軸１３で連結された第２ロータ５が一体に回転するとともに、リングギヤ３５も一体に回転し、電動機２がロックして一体となる。
【０２４８】
カウンタ軸１４には、第１速用従動ギヤ２１ｂと、連結軸１３に取り付けられた第２速用駆動ギヤ２２ａと噛合する第３速用従動ギヤ２３ｂと、第１主軸１１に設けられた第４速用駆動ギヤ２４ａと噛合する第４速用従動ギヤ２４ｂと、差動ギヤ機構８と噛合するファイナルギヤ２６ａとが取り付けられている。なお、第３速用従動ギヤ２３ｂは第２速用駆動ギヤ２２ａと共に第２速用ギヤ対２２を構成し、第４速用従動ギヤ２４ｂは第４速用駆動ギヤ２４ａと共に第４速用ギヤ対２４を構成している。
【０２４９】
第２中間軸１６には、第２中間軸１６と相対回転可能な第１速用駆動ギヤ２１ａと、第３速用駆動ギヤ２３ａと、第５速用駆動ギヤ２５ａとが電動機２側から順に設けられている。第１速用駆動ギヤ２１ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第１速用従動ギヤ２１ｂと噛合し、第１速用従動ギヤ２１ｂと共に第１速用ギヤ対２１を構成する。また、第３速用駆動ギヤ２３ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第３速用従動ギヤ２３ｂと噛合し、第３速用従動ギヤ２３ｂと共に第３速用ギヤ対２３を構成し、第５速用駆動ギヤ２５ａはカウンタ軸１４に取り付けられた第４速用従動ギヤ２４ｂと噛合し、第４速用従動ギヤ２４ｂと共に第５速用ギヤ対２５を構成する。
また、第２中間軸１６には、第１速用駆動ギヤ２１ａと第３速用駆動ギヤ２３ａとの間に、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａとを連結又は開放する第３変速用シフター５４が設けられている。そして第３変速用シフター５４が第１速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａが連結して一体に回転し、第３変速用シフター５４がニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６と第１速用駆動ギヤ２１ａが開放され相対回転する。
さらに、第２中間軸１６には、第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａとの間に、第２中間軸１６と第３速用駆動ギヤ２３ａとを連結又は開放するとともに第２中間軸１６と第５速用駆動ギヤ２５ａとを連結又は開放する第２変速用シフター５２が設けられている。そして第２変速用シフター５２が、第３速用接続位置、ニュートラル位置、第５速用接続位置を移動可能に構成されている。第２変速用シフター５２が第３速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第３速用駆動ギヤ２３ａが一体に回転し、第２変速用シフター５２が第５速用接続位置でインギヤするときには、第２中間軸１６と第５速用駆動ギヤ２５ａが一体に回転し、第２変速用シフター５２がニュートラル位置にあるときには、第２中間軸１６は第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａに対し相対回転する。
【０２５０】
このように構成された動力出力装置１Ｂは基本的に第１及び２実施形態における第２速用ギヤ対２２と第３速用ギヤ対２３を入れ替えるとともに第４速用ギヤ対２４と第５速用ギヤ対２５を入れ替えて構成され、適宜読み替えることで同様の作用・効果を有する。
【０２５１】
また、本実施形態の動力出力装置１Ｂは、第１速用ギヤ対２１を備えるので、電動機２が故障した場合などの緊急時においても、第３変速用シフター５４を第１速用接続位置でインギヤし第２クラッチ４２を接続することにより、エンジン６の動力が第２主軸１２、アイドルギヤ列２７、第２中間軸１６、第１速用ギヤ対２１（第１速用駆動ギヤ２１ａ、第１速用従動ギヤ２１ｂ）、カウンタ軸１４、ファイナルギヤ２６ａ、差動ギヤ機構８、駆動軸９，９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され第１速走行を行うことができる。
【０２５２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る動力出力装置について、図６１を参照して説明する。なお、第４実施形態の動力出力装置は、電動機と変速機の接続位置が異なる以外は第２実施形態の動力出力装置１Ａと同様の構成を有する。このため、第２実施形態の動力出力装置１Ａと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【０２５３】
本実施形態の変速機２０Ｃは、２つの変速軸の一方の変速軸である第１主軸１１（第２変速軸）周りに奇数段の変速段である第３速用駆動ギヤ２３ａと第５速用駆動ギヤ２５ａが設けられ、２つの変速軸の他方の変速軸である第２中間軸１６（第１変速軸）に偶数段の変速段である第２速用駆動ギヤ２２ａと第４速用駆動ギヤ２４ａが設けられ、第２中間軸１６に電動機２の第１ロータ４が取り付けられて構成されている。そして、第１主軸１１は第１クラッチ４１（第２断接手段）を介してエンジン６に接続され、第２中間軸１６は第２主軸１２に接続された第２クラッチ４２（第１断接手段）を介してエンジン６に接続されている。
【０２５４】
より具体的に、第１主軸１１はエンジン６側とは反対側で不図示のケースシングに固定された軸受１１ａに支持され、連結軸１３は第２中間軸１６より短く中空に構成されて第２中間軸１６のエンジン６側とは反対側の周囲を覆うように相対回転自在に配置され、不図示のケーシングに固定された軸受１３ａに支持されている。また、連結軸１３には、エンジン６側に第２速用駆動ギヤ２２ａが取り付けられ、軸受１３ａを挟んでエンジン６側とは反対側に電動機２の第２ロータ５が取り付けられている。従って、連結軸１３に取り付けられた第２ロータ５と第２速用駆動ギヤ２２ａが一体に回転するように構成されている。
【０２５５】
そして第２中間軸１６のエンジン６側とは反対側には電動機２の第１ロータ４が取り付けられ、第２主軸１２に接続された第２クラッチ４２によりクランク軸６ａから第１ロータ４への動力伝達が断接可能に構成されている。
【０２５６】
このように構成された動力出力装置１Ｃにおいても第１〜第３実施形態と同様の作用・効果を有する。
【０２５７】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【０２５８】
例えば、電動機は本実施形態の電動機２に限らず、第１ロータの回転速度と第２ロータの回転速度とステータの回転磁界速度が共線関係を保つ限り任意の電動機、例えば日本国特開２００８−６７５９２号公報に記載の電動機を採用することができる。日本国特開２００８−６７５９２号公報は参照してここに取り込まれる。
【０２５９】
また、奇数段の変速段として第３速用駆動用ギヤと第５速用駆動用ギヤに加えて、第７、９・・速用駆動用ギヤを、偶数段の変速段として第２速用駆動用ギヤと第４速用駆動用ギヤに加えて、第６、８・・速用駆動用ギヤを設けてもよい。
【０２６０】
なお、本出願は、２００９年９月２８日出願の日本特許出願（特願２００９−２２３２１０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０２６１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ    動力出力装置
２    電動機
３    ステータ
３ａ  鉄芯（電機子）
３ｃ  Ｕ相コイル（電機子）
３ｄ  Ｖ相コイル（電機子）
３ｅ  Ｗ相コイル（電機子）
４    第１ロータ
４ａ  永久磁石（磁極）
５    第２ロータ
５ａ  コア（軟磁性部、軟磁性体）
６    エンジン（内燃機関）
９    駆動軸
１１  第１主軸（第１変速軸、第２変速軸）
１６  第２中間軸（第２変速軸、第１変速軸）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ    変速機
１１６  ＥＣＵ（制御手段）
２１３  非干渉制御部
【図１】
2011037211.tif 000053
【図２】
2011037211.tif 000054
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011037211.tif 000059
【図８】
2011037211.tif 000060
【図９】
2011037211.tif 000061
【図１０】
2011037211.tif 000062
【図１１】
2011037211.tif 000063
【図１２】
2011037211.tif 000064
【図１３】
2011037211.tif 000065
【図１４】
2011037211.tif 000066
【図１５】
2011037211.tif 000067
【図１６】
2011037211.tif 000068
【図１７】
2011037211.tif 000069
【図１８】
2011037211.tif 000070
【図１９】
2011037211.tif 000071
【図２０】
2011037211.tif 000072
【図２１】
2011037211.tif 000073
【図２２】
2011037211.tif 000074
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2011037211.tif 000089
【図３８】
2011037211.tif 000090
【図３９】
2011037211.tif 000091
【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
2011037211.tif 000102
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【国際調査報告】
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